KR20110081057A - Solid support comprising microorganisms capable of conducting parallel multiple mineralization immobilized thereon, catalyst column and method for producing solid medium for cultivating plants - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폭기(曝氣) 등의 항상적인 전력을 사용하는 조작을 행하지 않고, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 효율적으로 생성하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은 고형배지경에서의 양액재배를 행한 경우에 있어서도, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행할 수 있는, 식물재배 고형배지의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 용기에 통기성을 갖는 고체 담체를 충전하고, ;이것에 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하며, ;이어서, 유기물을 첨가하고, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함으로써, ;병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키는 것을 특징으로 하는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법을 제공한다.An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, from an organic material without performing an operation using constant power such as aeration. It is another object of the present invention to provide a method for producing a plant-cultured solid medium, which is capable of directly cultivating a nutrient solution even when nutrient solution cultivation is carried out in a solid gypsum. Adding a microorganism group for carrying out a simultaneous doubling mineralization reaction in which a container is filled with a solid carrier having permeability; and an inorganic substance is added to the container so as to produce nitrate nitrogen, followed by addition of an organic substance, And the solid carrier is allowed to flow out of the solid carrier to allow the nitrate nitrogen to be produced in the effluent to be started to be formed, thereby fixing the microorganism group to be subjected to the simultaneous doubly mineralization reaction, A method for producing a solid support on which a group of microorganisms to be reacted is immobilized.

Figure P1020107028391
Figure P1020107028391

Description

병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체, 촉매 칼럼, 및 식물재배용 고형배지의 제조방법{Solid support comprising microorganisms capable of conducting parallel multiple mineralization immobilized thereon, catalyst column and method for producing solid medium for cultivating plants}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a solid support, a catalyst column, and a method for producing solid medium for plant cultivation, in which a microorganism group for performing a parallel doubly-mineralization reaction is immobilized }

본 발명은 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a solid carrier immobilized with a microorganism group which performs nitric acid nitrogen production by mineralizing organic matters and which performs a mineralization reaction.

또한, 본 발명은 상기 고체 담체를 사용한, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 촉매 칼럼의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 고체 담체를 식물재배 고형배지로 하는, 식물재배 고형배지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing a catalyst column for producing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, from an organic material using the solid carrier. The present invention also relates to a method for producing a plant-cultured solid medium, wherein the solid carrier is a plant-grown solid medium.

최근, 순환형 사회를 구축해야 한다는 관점에서, 화학비료의 사용을 삼가하고 유기질 비료의 사용을 추진하는 움직임이 세계적으로 활발해져 있다.Recently, from the viewpoint of establishing a recycling society, the movement of using organic fertilizer to refrain from the use of chemical fertilizer has become active worldwide.

그러나, 토마토 등의 야채나 화훼 등의 생산에서 확산을 보이고 있는, 토양을 사용하지 않는 '양액재배'의 경우는, 양액에 유기물을 직접 첨가하면 유해한 중간분해산물이 발생하여, 식물의 뿌리가 손상되어 버리기 때문에, 양액재배에서의 유기질 비료의 이용은 생각할 수 없었다. 그 때문에, 지금도 양액재배에서는 화학비료만이 사용되고 있다.However, in the case of 'nutrient solution cultivation' in which soil is not used, which is diffused in the production of vegetables such as tomatoes and flowers, direct addition of organic matter to the nutrient solution causes harmful intermediate decomposition products, The use of organic fertilizer in nutrient solution cultivation could not be considered. Therefore, only chemical fertilizer is still used in nutrient solution cultivation.

양액재배에서 유기질 비료를 이용하는 데는, 유기물을 질산태질소 등의 유용한 무기 비료성분으로 무기화하는 기술이 필요하다. 종래, 유기물을 무기화하는 기술로서는, 미생물군을 이용한 배수처리기술(예를 들면, 특허문헌 1 참조) 등이 있으나, 이들은 생성된 질산태질소를 환원하여 질소가스로서 방출시키는 탈질소반응을 수반하기 때문에, 질산태질소가 상실되어버려, 무기 비료를 제조하는 목적에 합치하는 것은 아니었다.To utilize organic fertilizer in nutrient solution cultivation, it is necessary to make a technique to mineralize organic matter into a useful inorganic fertilizer component such as nitrate nitrogen. Conventionally, as a technique for mineralizing organic matter, there is a drainage treatment technique using a microorganism group (see, for example, Patent Document 1), but they involve a denitrification reaction in which the produced nitrate nitrogen is reduced and released as nitrogen gas As a result, the nitrate nitrogen is lost, which is not consistent with the purpose of producing inorganic fertilizer.

이에, 유기물로부터 질산태질소(질산이온으로서)를 효율적으로 회수하여, 무기 비료성분으로서 이용할 수 있는 기술로서는, 특허문헌 2, 비특허문헌 1에 기재된 병행 복식 무기화법이 발명되어 있다.As a technology capable of efficiently recovering nitrate nitrogen (as nitrate ion) from an organic material and using it as an inorganic fertilizer component, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 described in Patent Document 1 have been proposed.

이 기술은, 탈질반응을 억제하면서 유기태질소를 분해하여, 고효율로 질산태질소인 질산이온을, 무기 비료성분으로서 회수할 수 있는, 재현성이 높은 방법으로, 종래에 볼 수 없었던 기술이다. 이것에 의해, 지금까지 실현 곤란했던 「유기질 비료를 활용하는 양액재배」와 「유기물을 원료로 하고 질산태질소를 함유하는 무기 비료의 제조」가 가능해졌다(예를 들면, 비특허문헌 1, 3 참조).This technique is a highly reproducible method that can decompose organic nitrogen while suppressing denitrification and can recover nitrate ions as nitrate ions as inorganic fertilizer components with high efficiency. This has made it possible to "cultivate nutrient solution utilizing organic fertilizer" and "manufacture of inorganic fertilizer containing nitrate nitrogen with organic matter as a raw material" (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 3 Reference).

이 특허문헌 2에 기재된 발명은, 유기질 비료를 활용한 양액재배를 실현하는 동시에, 유기질 자원을 원료로 하여, 질산태질소 등의 무기 비료성분을 제조하는 기술로서 주목을 모으고 있다. 이 때문에, 새로운 양액재배기술로서 관심을 갖는 농가나 식물공장 외에, 유기질 자원의 재자원화를 계획하는 기업 등으로부터, 다대한 기대를 모으고 있다.The invention described in Patent Document 2 attracts attention as a technique for realizing nutrient solution cultivation using an organic fertilizer and also for producing an inorganic fertilizer component such as nitrate nitrogen using organic resources as a raw material. For this reason, farmers and plant factories interested in new nutrient cultivation techniques are attracting much attention from companies planning to recycle organic resources.

또한, 특허문헌 2에 기재된 병행 복식 무기화법을 이용함으로써, 유기질 비료를 직접 양액에 첨가하여 질산태질소를 생성시켜 '유기질 비료를 사용한 수경(水耕)에서의 양액재배'를 행하는 것이 가능해졌다.In addition, by using the parallel doubled mineralization method described in Patent Document 2, organic fertilizer can be directly added to the nutrient solution to produce nitrate nitrogen, and it becomes possible to perform "nutrient solution cultivation in hydroponics using organic fertilizer".

그러나, 특허문헌 2에 기재된 병행 복식 무기화법으로 무기 비료성분을 함유하는 비료를 제조하는 방법, 유기물의 분해(암모니아화성) 및 질산이온의 생성(질산화성) 중의 질산화성을, 배양탱크 내의 배양탱크 벽면에 부착한 미생물군의 작용으로만 행하기 때문에, 벽면의 표면적이 율속(律速)이 되어, 유기물을 질산태질소로 무기화하는 반응속도의 점에서, 시간이 지나치게 걸리는 과제가 있었다.However, the method of producing a fertilizer containing an inorganic fertilizer component by the parallel doubling method described in Patent Document 2, the nitrification property in decomposition (ammonia-forming property) of organic matter and nitrate ion production (nitrifying property) The surface area of the wall surface is rate-controlled, and there is a problem that the time is taken too much in terms of the reaction rate of mineralizing the organic matter into nitrate nitrogen.

또한, 상기 미생물군의 배양과 당해 반응은, 항상적인 폭기(曝氣)(에어레이션 등으로 호기조건을 항상 유지하는 조작)가 필요하여, 대규모의 처리를 상정한 경우, 전력비용이 문제가 될 가능성이 있다. 그 때문에, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 데에, 반응속도가 현저히 높아지고(효율적이고), 또한, 폭기나 항상적인 전력을 필요로 하지 않고 행할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있었다.In addition, the cultivation and the reaction of the microorganism group require constant aeration (operation for always maintaining the aerobic conditions by aeration), and when the large-scale treatment is assumed, the possibility that the power cost becomes a problem . Therefore, there has been a demand for development of a method capable of producing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, from an organic material, in which the reaction rate is remarkably high (efficient) and can be carried out without requiring aeration or constant power .

그런데, 토마토 재배 등에서 자주 이용되는 암면(rock wool) 등의 고형배지를 사용한 양액재배('고형배지경에서의 양액재배')를 행하는 경우에 있어서, 유기질 비료를 직접 양액에 첨가한 경우, 유기물의 분해가 순조롭게 진행되지 않아 부패되어, 질산태질소가 거의 생성되지 않는다는 문제가 있었다(예를 들면, 비특허문헌 2 참조).However, when nutrient solution cultivation using a solid medium such as rock wool or the like, which is frequently used in tomato cultivation, or the like ("cultivation of a nutrient solution in a solid culture medium") is carried out, when the organic fertilizer is directly added to the nutrient solution, Decomposition does not proceed smoothly and is corrupted, so that there is a problem that nitrate nitrogen is hardly produced (see, for example, Non-Patent Document 2).

이에, 특허문헌 2에 기재된 병행 복식 무기화법의 이용이 검토되었으나, 이 경우에 있어서도, 직접 양액에 유기질 비료를 첨가하는 방법을 취하면, 유기성분이 양액 중에 용존하기 때문에, 드립 튜브나 고형배지 내에서 눈막힘을 일으킬 우려나, 고형배지 내에서 눈막힘을 일으킨 유기물의 부패 등의 문제가 일어날 우려가 있어, 그 상태로는 응용이 어렵다는 문제가 있었다.Thus, although the use of the parallel doubled inorganicization method described in Patent Document 2 has been studied, even in this case, if the organic fertilizer is directly added to the nutrient solution, the organic component is dissolved in the nutrient solution, There is a possibility that problems such as clogging may occur and decay of organic matter causing clogging in a solid medium may occur, and there is a problem that application is difficult in this state.

따라서, 특허문헌 2에 기재된 방법을 이용하여 고형배지경을 행하는 데는, 사전에 유기물을 완전히 무기화하여, 무기 양액(유기성분을 최대한 포함하지 않는 양액)으로 한 후가 아니면, 고형배지경의 양액에 사용할 수 없었다.Therefore, in order to perform the solidification diameter by using the method described in Patent Document 2, unless the organic matter is fully mineralized in advance and made into an inorganic nutrient solution (a nutrient solution which does not contain an organic component as much as possible) I could not use it.

그 때문에 이 경우, 재배 전에 행하는 준비조작이 번잡하고 시간이 걸리기 때문에, 더욱 간이한 방법으로, 고형배지경에서의 유기질 비료의 활용을 가능하게 하는 기술의 개발이 요구되고 있었다.Therefore, in this case, the preparatory operation before cultivation is cumbersome and time consuming, so that development of a technology that makes it possible to utilize the organic fertilizer in a solid gaseous dispersion by a simpler method has been demanded.

또한, 고형배지에 미생물을 정착시키는 방법은 종래에도 있었으나(예를 들면, 특허문헌 1 참조), 이들은 탈질반응을 수반하여 비료성분(질산태질소)이 상실되어 버리는 것으로, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행할 수 있는 고형배지로서 이용할 수 없었다.In addition, although a conventional method of fixing microorganisms to a solid medium (see, for example, Patent Document 1) has been proposed, they are accompanied by a denitrification reaction and lose the fertilizer component (nitrate nitrogen) It could not be used as a solid medium for nutrient solution cultivation.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2001-300583호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-300583

특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2007-119260호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-119260

비특허문헌 1: 「유기 비료의 양액재배」농업 및 원예, 제81권 p.753-764(2006년)Non-Patent Document 1: "Nutrient Solution Cultivation of Organic Fertilizer", Agriculture and Horticulture, vol. 81, p. 753-764 (2006)

비특허문헌 2: 「양액토경과 액비·배지관리」하쿠유사, p.119-155(2005년)Non-Patent Document 2: " Quantitative Soil Sludge, Liquid Manure, and Badge Management " Hakuchi, p.119-155 (2005)

비특허문헌 3: 「음식물쓰레기·분뇨로부터 수출용 무기 비료를 생산」농림수산기술연구저널, 제31권 p.44-46(2008년)Non-Patent Document 3: "Production of inorganic fertilizer for export from food wastes and manure" Journal of Agricultural and Fisheries Technology, vol.31, p.44-46 (2008)

본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하여, 폭기 등의 항상적인 전력을 사용하는 조작을 행하지 않고, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 효율적으로 생성하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for effectively producing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, from an organic matter without performing an operation using constant power such as aeration.

또한, 본 발명은 고형배지경에서의 양액재배를 행한 경우에 있어서도, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행할 수 있는, 식물재배 고형배지의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a plant-cultured solid medium, which is capable of directly cultivating a nutrient solution even when nutrient solution cultivation is carried out in a solid gypsum.

본 발명자는, 유기물을 무기화하여 질산태질소(硝酸態窒素)를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을, 통기성을 갖는 고체 담체에 고정화시키고, 병행 복식 무기화반응을 행하는 촉매 칼럼의 담체로서 사용함으로써, ;폭기 등의 항상적인 전력을 사용하는 조작을 전혀 행하지 않고, 병행 복식 무기화반응의 반응속도를 현저히 향상시킬 수 있어, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있는 것을 발견하였다.The present inventors have used a microorganism group for carrying out a simultaneous doubling mineralization reaction in which organic matters are mineralized to produce nitrate nitrogen (nitrate nitrogen), which is immobilized on a solid carrier having air permeability and used as a carrier of a catalyst column It is possible to remarkably improve the reaction rate of the parallel doubly-charged inorganic reaction without performing any operation using constant power such as aeration and to find out that nitrate nitrogen as an inorganic fertilizer component can be efficiently produced from organic matter Respectively.

또한, 본 발명자는, 상기 고체 담체를 식물재배 고형배지로서 사용함으로써, 고형배지경에서의 양액재배(養液栽培)를 행한 경우에 있어서도, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행할 수 있는 것을 발견하였다.Further, the inventor of the present invention found that even when the solid carrier is used as a plant-cultivated solid medium, even when nutrient solution cultivation is carried out on a solid gypsum, the organic fertilizer can be directly added and the nutrient solution cultivation can be carried out Respectively.

본 발명은 이들 지견(知見)을 토대로 하여 완성하기에 이르렀다.The present invention has been completed on the basis of these findings.

즉, 청구항 1의 발명은, 용기에 통기성을 갖는 고체 담체를 충전하고, ;이것에 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하며, ;이어서, 유기물을 첨가하고, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함으로써, ;병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키는 것을 특징으로 하는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법이다.That is, the invention of claim 1 is characterized in that a container is provided with a solid carrier having air permeability, and a microorganism group for carrying out a parallel-doubling mineralization reaction in which an organic substance is mineralized to produce nitrate nitrogen is added to the container; And thereafter adding water and allowing the solid carrier to flow out of the solid carrier to wash the solid carrier until the nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent, thereby immobilizing the microorganism group that performs the parallel double mineralization reaction Wherein the microorganism group is subjected to a simultaneous doubly mineralization reaction.

청구항 2의 발명은, 상기 용기가 배수구를 구비한 용기로, 상기 유출액이 상기 배수구로부터 유출된 유출액인, 청구항 1에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The invention of claim 2 is a method for producing a solid carrier according to claim 1, wherein the container is a container having a drain hole, and the effluent is an effluent discharged from the drain hole.

청구항 3의 발명은, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 통기성을 갖는 고체 담체에, ;유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하고, ;이어서, 유기물을 첨가하며, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함으로써, ;병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키는 것을 특징으로 하는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법이다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid carrier, comprising: adding a microorganism group that performs nitric acid nitrogen formation by mineralizing organic matter to perform a mineralization reaction; And thereafter adding water and allowing the solid carrier to flow out of the solid carrier to wash the solid carrier until the nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent; Wherein the microorganism group is subjected to a simultaneous doubly mineralization reaction.

청구항 4의 발명은, 상기 고체 담체를 세정할 때 유출되는 유출액에, 질산태질소가 생성되기 시작하지 않은 경우, ;이어서, 상기 유기물을 첨가하며, 그 후 정치하고, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하는 처리를, 당해 세정시에 유출되는 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 반복해서 행하는, ;청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The invention according to claim 4 is characterized in that when nitrate nitrogen is not started to be produced in the effluent flowing out when the solid carrier is washed, then the organic matter is added, and then the mixture is allowed to stand, Wherein the treatment for washing the solid carrier is repeatedly carried out until nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent flowing out during the washing.

청구항 5의 발명은, 상기 정치가, 상기 유출액 중에 50 ㎎/L 이상의 질산이온이 생성되기 시작할 때까지 행하는 것인, 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The invention of claim 5 is the production method of a solid carrier according to any one of claims 1 to 4, wherein the above step is carried out until nitric acid ions of 50 mg / L or more start to be produced in the effluent.

청구항 6의 발명은, 상기 고체 담체가, 암면, 버미큘라이트, 펄라이트, 제올라이트, 모래, 가누마토(鹿沼土), 유리, 세라믹, 우레탄, 나일론, 멜라민 수지, 목질 칩, 볏짚, 수태(水苔), 숯, 목면, 종이, 폴리아크릴아미드겔, 및 한천으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 다공질의 고체 담체인, 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The present invention according to claim 6 is characterized in that the solid carrier is selected from the group consisting of a rock solid, a vermiculite, a pearlite, a zeolite, a sand, a gumumato, a glass, a ceramic, a urethane, a nylon, a melamine resin, a wood chip, Wherein the solid carrier is at least one porous solid carrier selected from the group consisting of a charcoal, a cotton, a paper, a polyacrylamide gel, and agar.

청구항 7의 발명은, 상기 미생물군을 첨가한 직후에, 상기 고체 담체 중에 상기 고체 담체 1 L에 대해 질산이온 환산으로 10 ㎎ 이상의 질산태질소가 포함되는 경우, ;물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하고, 질산태질소를 제거함으로써, ;상기 유기물을 첨가했을 때, 상기 고체 담체 중에서 암모니아화성반응 및 질산화성(化成)반응이 중간생성물을 축적하지 않고 진행되며, 또한, 탈질(脫窒)반응이 일어나지 않는, 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a solid support, comprising: adding, immediately after adding the microorganism group, nitric acid nitrogen of 10 mg or more in nitrate ion conversion to 1 L of the solid carrier in the solid carrier; And removing nitrate nitrogen from the solid carrier, wherein the ammonia-forming reaction and the nitrifying reaction proceed without accumulation of the intermediate product in the solid carrier when the organic substance is added, A solid carrier production method according to any one of claims 1 to 6, wherein no denitrification reaction occurs.

청구항 8의 발명은, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액, 상기 배양액을 건조시켜서 얻어진 상기 미생물의 건조 균체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출된 유출액, 토양, 수돗물, 호소(湖沼)의 물, 용수(湧水), 우물물, 강물, 바닷물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의, 암모니아화성을 행하는 미생물군 및 질산화성을 행하는 미생물군을 포함하는 미생물원에 유래하는 것인, 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The invention according to claim 8 is characterized in that the microorganism group that performs the parallel doubly mineralization reaction is a culture solution in which a microorganism group for performing a parallel doubly mineralization reaction is cultured, a dried cell of the microorganism obtained by drying the culture solution, , 1) selected from the group consisting of effluents, soil, tap water, lake water, spring water, well water, river water and seawater discharged from the solid carrier by adding water to the solid carrier immobilized with the microorganism group, Wherein the solid support is derived from a microorganism source comprising a microorganism group that performs ammonia formation and a microorganism group that performs nitrification property.

청구항 9의 발명은, 상기 유기물의 양이, 상기 담체 1 L에 대해 0.1~10 g인, 청구항 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The invention of claim 9 is the process for producing a solid carrier according to any one of claims 1 to 8, wherein the amount of the organic substance is 0.1 to 10 g with respect to 1 L of the carrier.

청구항 10의 발명은, 상기 유기물이, 탄소와 질소의 함유비인 C/N비가 19 이하인 고질소 함유 유기물인, 청구항 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 고체 담체의 제조방법이다.The invention of claim 10 is the method for producing a solid carrier according to any one of claims 1 to 9, wherein the organic substance is a nitrogen-containing organic substance having a carbon / nitrogen content ratio C / N ratio of 19 or less.

청구항 11의 발명은, 청구항 10에 기재된 상기 고질소 함유 유기물이, 생선 끓인 국물, 어분(魚粉), 유박(油粕), 음식물쓰레기, 옥수수 침지액, 쌀겨, 대두분, 식물체 잔사, 우유, 분유, 가축분으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 고체 담체의 제조방법이다.The invention according to claim 11 is characterized in that the high nitrogen-containing organic material according to claim 10 is at least one selected from the group consisting of fish boiled soup, fish meal, oil cake, food waste, corn steep liquor, rice bran, soybean meal, And at least one member selected from the group consisting of animal fats and oils.

청구항 12의 발명은, 청구항 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 기재된 고체 담체를, 병행 복식 무기화반응을 행하는 촉매 칼럼의 담체로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 촉매 칼럼의 제조방법이다.The invention of claim 12 is the use of the solid carrier described by the method according to any one of claims 1 to 11 as a carrier of a catalyst column for carrying out the simultaneous double- In the presence of a catalyst.

청구항 13의 발명은, 청구항 12에 기재된 방법에 의해 얻어진 상기 촉매 칼럼을 사용해서 생성된, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료이다.The invention of claim 13 is a fertilizer containing nitrate nitrogen which is an inorganic fertilizer component produced by using the catalyst column obtained by the method according to claim 12.

청구항 14의 발명은, 청구항 13에 기재된 상기 질산태질소를 포함하는 비료를 사용한 식물의 재배방법이다.The invention of claim 14 is a method of cultivating a plant using the nitrate nitrogen-containing fertilizer according to claim 13.

청구항 15의 발명은, 청구항 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 얻어진 상기 고체 담체를, 식물재배 고형배지로 하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 고형배지의 제조방법이다.The invention of claim 15 is a method for producing a plant-grown solid medium, characterized in that the solid carrier obtained by the method according to any one of claims 1 to 11 is used as a plant-cultured solid medium.

청구항 16의 발명은, 청구항 15에 기재된 발명에 의해 얻어진 식물재배 고형배지이다.The invention of claim 16 is the plant-grown solid medium obtained by the invention of claim 15.

청구항 17의 발명은, 청구항 16에 기재된 상기 식물재배 고형배지를 사용해서, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배하는, 식물의 재배방법이다.The invention of claim 17 is a cultivation method of a plant in which organic fertilizer is directly added and cultivation is carried out by using the plant-cultivated solid medium according to claim 16.

청구항 18의 발명은, 청구항 14 또는 17 중 어느 한 항에 기재된 방법에 있어서, 상기 식물이, 엽채류의 야채, 과실을 수확대상으로 하는 과채, 화훼, 수목, 또는 과수인 식물의 재배방법이다.The invention of claim 18 is the method according to any one of claims 14 or 17, wherein the plant is a method for cultivating vegetable, vegetable, flower, tree, or fruit plant for harvesting vegetables, fruits of leafy vegetables.

본 발명은 병행 복식 무기화반응의 반응속도를 현저히 향상시킬 수 있어, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있는, 촉매 칼럼을 제공하는 것을 가능하게 한다.The present invention makes it possible to provide a catalyst column capable of remarkably improving the reaction rate of the parallel double mineralization reaction and efficiently producing nitrate nitrogen as an inorganic fertilizer component from organic matter.

이것에 의해 본 발명은, 유기질 자원이나 유기질 비료를 원료로 하여, 폭기 등의 항상적인 전력을 사용하는 조작을 행하지 않고, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 효율적으로 생성하는 것을 가능하게 한다.Thus, it is an object of the present invention to efficiently produce a fertilizer containing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer ingredient, from an organic material, without using an organic power source or an organic fertilizer as a raw material, .

또한, 본 발명은, 고형배지경에서의 양액재배를 행한 경우에 있어서도, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행하는 것을 가능하게 한다.Further, the present invention makes it possible to directly add organic fertilizer to conduct nutrient solution cultivation even in the case where the nutrient solution cultivation is carried out in a solid size gage.

본 발명은 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a solid carrier immobilized with a microorganism group which performs nitric acid nitrogen production by mineralizing organic matters and which performs a mineralization reaction.

또한, 본 발명은 상기 고체 담체를 사용한, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 촉매 칼럼의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 고체 담체를 식물재배 고형배지로 하는, 식물재배 고형배지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing a catalyst column for producing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, from an organic material using the solid carrier. The present invention also relates to a method for producing a plant-cultured solid medium, wherein the solid carrier is a plant-grown solid medium.

또한, 도 1은 고체 담체로 미생물군을 고정화하는 방법의 일 태양을 나타내는 설명도이다. 도 2는 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 촉매 칼럼의 일 태양을 나타내는 설명도이다. 도 3(a), (b)는 고체 담체를 배수구를 구비한 용기에 충전한 상태를 나타내는 사진상도이다.1 is an explanatory view showing an embodiment of a method for immobilizing a microorganism group with a solid carrier. 2 is an explanatory view showing an embodiment of a catalyst column for generating nitrate nitrogen as an inorganic fertilizer component from organic matter. 3 (a) and 3 (b) are photographic top views showing a state in which a solid carrier is filled in a container provided with a drain port.

본 발명에 있어서, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조는, 용기에 통기성을 갖는 고체 담체를 충전하고, ;이것에 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하며, ;이어서, 유기물을 첨가하고, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함;으로써 행하는 것이다.In the present invention, the production of a solid carrier immobilized with a microorganism group for performing a parallel-doubling mineralization reaction is carried out by charging a container with a solid carrier having permeability, and adding thereto a biodegradable inorganic mineralization reaction And then washing the solid carrier by adding water to the solid carrier and adding water to the solid carrier to remove nitrate nitrogen from the solid carrier, It is done by doing.

또한, 본 발명에 있어서, 고체 담체로서, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 것을 사용하는 경우에는, 상기 용기에 당해 고체 담체를 충전하지 않고, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체를 제조하는 것도 가능하다.Further, in the present invention, when a solid carrier is integrally molded so as to maintain its solid shape, a solid carrier immobilized with a microorganism group for performing a parallel doubling mineralization reaction without charging the solid carrier into the container is used It is also possible to manufacture.

즉, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 통기성을 갖는 고체 담체에, ;유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하고, ;이어서, 유기물을 첨가하며, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때에, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함;으로써 행할 수 있다.That is, a solid support having a breathability, which is integrally formed so as to maintain a solid shape, is prepared by adding to a solid carrier having air permeability, a microorganism group that performs nitrate nitrogen generation by nitrifying organic substances, , And adding water and allowing the solid carrier to flow out from the solid carrier, the solid carrier is allowed to stand until the nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent.

본 발명의 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조에 있어서의 최초의 공정은, 먼저, 통기성을 갖는 고체 담체를 용기에 충전하는 공정(충전공정)이다.The first step in the production of the solid carrier immobilized with the microorganism group for carrying out the parallel double ionization reaction of the present invention is first a step (filling step) of filling the container with the breathable solid carrier.

또한, 고체 담체를 쌓아올려(구체적으로는, 한데에 쌓아 둔 산으로 하는 등, 평면구조물 위에, 통기성을 갖는 고체 담체를 쌓아올려), 당해 고체 담체로 되는 산에 직접 물을 첨가하여 유출시키는 조작을 했을 때 무너지지 않는 산으로 쌓아올림으로써, 당해 용기에 충전하는 충전공정을 행하지 않고, 다음 공정인 미생물군 첨가공정을 행하는 것도 가능하다.In addition, the solid carrier may be stacked (specifically, a solid carrier having air permeability is piled up on a flat structure such as an acid stacked on one side), and water is directly added to the solid carrier to be discharged It is possible to carry out the microorganism group addition step as the next step without carrying out the filling step for filling the container by stacking it with an acid that does not collapse when the microorganism is added.

또한, 고체 담체로서, 상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 것을 사용하는 경우에도, 당해 용기에 충전하는 충전공정을 행하지 않고, 직접 다음 공정인 미생물군 첨가공정을 행하는 것도 가능하다.Further, even when the solid carrier is integrally molded so as to maintain the solid shape, it is also possible to directly carry out the microorganism group addition step as the next step without carrying out the filling step of filling the container.

본 발명에 있어서, 상기 미생물군을 고정화시키는 고체 담체로서는, 미생물, 유기성분, 수분을 담지하는 것이 가능하고, 통기성을 가지며, 다공질의 것이면, 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 특히, 체적에 대해 미생물이 고정화(정착)하는 표면적이 큰 소재인 것이 바람직하다.In the present invention, the solid carrier for immobilizing the microorganism group may be any microorganism, an organic component, and any substance that can carry moisture, has permeability, and is porous. Particularly, it is preferable that the material has a large surface area in which microorganisms are immobilized (fixed) to the volume.

또한, 여기에서 「통기성을 가지며」란, 고체 담체를 칼럼(칼럼 유사의 용기)에 충전했을 때나 쌓아올려 산으로 했을 때의 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극의 환경이, 또는 상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체이면 고체 담체 내의 공극의 환경이, 호기조건이 유지됨으로써 질산화성이 진행하기 쉽고, 또한, 탈질소반응이 일어나기 어려운 기상이 확보된 상태가 된다.Here, "having air permeability" means that the environment of voids in the solid carrier and / or the solid carrier when the solid carrier is packed in a column (column-like container) or stacked up to form an acid, The environment of the voids in the solid support is in a state in which the nitrification property is easy to proceed by keeping the aerobic conditions and the vapor phase in which the denitrification reaction is unlikely to occur is secured.

또한, 이하, 당해 고체 담체간과 고체 담체 내의 전체의 환경을, 간단히 「고체 담체 중」 또는 「고체 담체 전체」로 표현하는 경우가 있다.Hereinafter, the entire environment within the solid carrier and the solid carrier may be expressed simply as " the solid carrier " or " the solid carrier as a whole ".

그와 같은 고체 담체로서 구체적으로는, 암면, 버미큘라이트, 펄라이트, 제올라이트, 모래, 가누마토, 유리(구체적으로는 글래스 비드), 세라믹 등의 암석 광물계의 자재나, 우레탄, 나일론, 멜라민 수지, 폴리아크릴아미드겔 등의 합성 수지계의 자재, 목질 칩(구체적으로는 삼나무 칩), 볏짚, 수태, 숯(구체적으로는 활성탄), 목면, 종이(구체적으로는 거름종이), 한천 등의 생물 유래의 자재 등을 사용할 수 있다.Specific examples of such a solid carrier include materials of rock minerals such as rock wool, vermiculite, pearlite, zeolite, sand, cannum, glass (specifically glass beads) and ceramics, urethane, nylon, melamine resin, poly Based materials such as woody chips (specifically cedar chips), rice straw, conception, charcoal (specifically, activated carbon), cotton, paper (specifically, filter paper) and agar Etc. may be used.

본 발명에 있어서는 이들 소재 중, 바람직하게는 암면, 버미큘라이트, 펄라이트, 우레탄, 삼나무 칩, 볏짚, 수태, 거름종이를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 암면, 우레탄을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to use a rock surface, a vermiculite, a pearlite, a urethane, a cedar chip, a rice straw, an impregnated or fertilizer paper, and more preferably a rock surface or urethane.

또한, 당해 고체 담체로서, 일반 토양을 사용한 경우, 유기물과 물을 첨가함으로써, 미생물이 과잉 번식하기 쉽기 때문에 통기성이 악화되고, 토양에 생식하는 탈질균에 의한 탈질반응이 일어나, 최종적으로 질산태질소가 얻어지지 않게 되어버려, 바람직하지 않다.In addition, when general soil is used as the solid carrier, addition of organic matter and water makes the microbes more prone to overproduce, so that the air permeability deteriorates, denitrification reaction by the denitrifying bacteria that reproduce in the soil occurs, and finally nitrate nitrogen Is not obtained, which is not preferable.

또한, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체로서는, 큐브형상, 구형상, 원통형상, 봉형상 등으로 성형되고, 담체 전체가 일체인 것이나, 적당한 열에 의한 용착이나 접착, 압착 등을 실시함으로써 일체 성형된 것이면 된다.The solid carrier integrally molded so as to maintain the solid shape may be a solid carrier formed by a cube shape, a sphere shape, a cylindrical shape, a rod shape, or the like and the entire carrier is integrally formed, Molded.

구체적으로는, 이와 같이 성형된 암면, 버미큘라이트, 펄라이트, 제올라이트, 모래, 가누마토, 유리(구체적으로는 글래스 비드), 우레탄, 나일론, 멜라민 수지, 목질 칩(구체적으로는 삼나무 칩), 볏집, 수태, 숯(구체적으로는 활성탄), 목면, 종이(구체적으로는 거름종이), 폴리아크릴아미드겔, 한천 등의 소재로, 그 자체가 일체의 고체 담체로서 취급할 수 있는 것이나, 접착 등으로 일체 성형할 수 있는 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 암면을 사용하는 것이 바람직하다.Concretely, it is possible to use the thus shaped rock surface, vermiculite, pearlite, zeolite, sand, cannum, glass (specifically glass bead), urethane, nylon, melamine resin, wood chips (specifically, cedar chips) And can be handled as a solid carrier by itself as a material such as paper, impregnated paper, charcoal (specifically, activated charcoal), cotton, paper (specifically, filter paper), polyacrylamide gel and agar, A material capable of being molded can be used. It is preferable to use a rock surface.

또한, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체의 크기로서는, 구체적으로는, 10 ㎖ 이상의 체적을 갖는 것이면 되나, 이것에 한정되지는 않는다.The size of the solid carrier integrally molded so as to maintain the solid shape is not particularly limited as long as it has a volume of 10 ml or more.

상기 고체 담체를 충전하는 용기로서는, 상기 고체 담체를 충전할 수 있는 용기이고, 물을 첨가한 후에, 물을 유출시킬 수 있는 용기이면 어떠한 용기라도 사용할 수 있다.The container for filling the solid carrier is a container capable of filling the solid carrier. Any container capable of allowing water to flow out after adding water can be used.

바람직하게는 배수구를 구비한 용기이고, 물을 첨가한 후, 물을 효율적으로 유출할 수 있는 구조의 것(상기 고체 담체를 충전한 후, 칼럼으로서 사용할 수 있는 구조의 것)이면 된다. 구체적으로는, 컵형상의 상부로 개구한 구조의 것이나, 칼럼형상의 하부로 개구한 것, 용기의 전체가 망목형상인 것 등을 사용할 수 있다.Preferably, it may be a container having a drain hole, a structure capable of efficiently discharging water after adding water (a structure capable of being used as a column after filling the solid carrier). Specifically, it is possible to use a cup-shaped upper opening, a column-shaped lower opening, or a container having a mesh-like shape as a whole.

또한, 당해 용기가 배수구를 구비한 용기가 아닌 경우에도, 당해 용기를 기울이는 등의 조작을 행하여, 물을 유출시키는 조작(데칸테이션)을 행할 수 있는 용기이면 사용할 수 있다.Further, even if the container is not a container having a drain port, it can be used as a container capable of performing an operation of tilting the container to perform an operation (decantation) for discharging water.

당해 용기로의 상기 고체 담체의 충전은, 물을 첨가하여 유출시킨 후에, 모세관현상으로 전체가 담수(湛水)상태가 되어버리지 않도록, 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극(기상)이 확보되도록 한다. 모세관현상에 의한 액면의 상승높이(h)(단위 m)는 이하의 공식 I로 부여되고 있다. 또한, 공식 I에 있어서의 각 기호는, T=표면장력(N/m), θ=접촉각, ρ=액체의 밀도(㎏/㎥), g=중력 가속도(m/s2), r=관의 안지름(반지름)(m)을 나타내는 것이다.The filling of the solid carrier into the container is carried out in such a manner that voids (vapor phase) in the solid carrier and / or in the solid carrier are ensured so that the whole is not flooded by capillary phenomenon after the water is added and flowed out . (H) (unit: m) of the liquid surface due to the capillary phenomenon is given by the following formula I. Moreover, each symbol in the formula I is, T = surface tension (N / m), θ = contact angle, ρ = density of the liquid (㎏ / ㎥), g = gravitational acceleration (m / s 2), r = tube (Radius) (m).

Figure pct00001
Figure pct00001

당해 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극이 좁아져, h가 고체 담체의 충전높이를 초과하면, 물을 첨가한 경우에 배수구를 개구하고 있어도 담체 전부가 담수하여 혐기상태로 되어, 질산화성이 충분히 진행되지 않게 될 우려가 있다.When the space between the solid carriers and / or the solid carrier becomes narrow and h exceeds the packed height of the solid carrier, even if the drain is opened in the case of adding water, all the carrier becomes fresh and becomes anaerobic, There is a fear that it will not progress sufficiently.

이 때문에, 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극은, h가 충전높이를 초과하지 않는 사이즈를 확보하는 것이 바람직하고, 공극 전부가 좁아져, h가 고체 담체의 충전높이를 초과하는 것은 바람직하지 않다.Therefore, it is preferable that the voids in the solid support and / or the solid support ensure a size such that h does not exceed the charge height, and it is preferable that h is smaller than the charge height of the solid support, not.

가장 바람직하게는 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극을 조밀(粗密)이 있는 것으로 하여, 공극이 큰 조(粗)의 부분에서 통기성을 확보하고, 공극이 좁은 밀(密)의 부분에서 보수성(保水性)을 확보함으로써, 담체 전체로서의 통기성과 보수성 양쪽을 확보한 것으로 하는 것이 바람직하다.Most preferably, the pores in the solid carrier and / or the solid carrier are coarse to ensure air permeability in a portion having a large pore size and to maintain the permeability in a portion having a narrow pore size, (Water-retaining property), it is preferable to secure both the air permeability and the water retention as the whole carrier.

만일 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극이 좁고, h가 고체 담체의 충전높이를 초과하는 경우는, 당해 용기의 벽면을 통기성이 있는 소재나 구조(망목형상)로 하여 가스 교환이 행해지기 쉽게 하거나, 첨가하는 수분의 용존산소농도를 높이거나, 또는 첨가하는 물의 교환을 높은 빈도로 행함으로써 가스 교환이 행해지도록 하는 등의 고안이 필요해진다.If the voids in the solid support and / or the solid support are narrow and the h exceeds the fill height of the solid support, the wall surface of the container is made of a breathable material or structure (mesh shape) It is necessary to increase the concentration of dissolved oxygen in the water to be added, or to exchange the water to be added at a high frequency to make gas exchange.

또한, 구체적인 실시형태로서, 상기를 감안하여 당해 용기로의 상기 고체 담체를 충전하는 경우, 0.1~100000 ㎖, 바람직하게는 1~10000 ㎖의 상기 고체 담체를 충전할 수 있다. 또한, 충전높이로서는, 0.1~100 ㎝의 층이 되도록 상기 고체 담체를 충전할 수 있다.In a specific embodiment, when filling the solid carrier into the container in consideration of the above, the solid carrier of 0.1 to 100000 ml, preferably 1 to 10000 ml, can be filled. Further, as the filling height, the solid carrier can be packed so as to be a layer of 0.1 to 100 cm.

상기의 충전공정에서, 상기 고체 담체를 상기 용기에 충전한 후, 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하는 공정(미생물군 첨가공정)을 행한다.In the above filling step, a step of adding a microorganism group for carrying out the simultaneous doubling mineralization reaction in which the solid carrier is filled in the container and then the inorganic matter is made mineralized to produce nitrate nitrogen is added (microorganism group addition step).

또한, 상기한 바와 같이, 상기 고체 담체를 용기에 충전하지 않고 쌓아올린 경우나, 상기 고체 담체로서 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 것을 사용하는 경우는, 상기 충전공정을 행하지 않고, 직접 당해 미생물군 첨가공정을 행하는 것도 가능하다.As described above, when the solid carrier is stacked without being filled in the container, or when the solid carrier is integrally formed so as to maintain the solid shape as the solid carrier, it is possible to directly carry out the above- It is also possible to carry out the addition process.

본 발명에 있어서, 「병행 복식 무기화반응」이란, 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 반응으로, 유기물로부터 암모니아태질소로의 분해(암모니아화성)와 암모니아태질소로부터 질산태질소로의 질화(질산화성)가, 동일한 반응계에서 연속적으로 행해지는 것이다.In the present invention, the term " parallel doubly-charged inorganic reaction " means a reaction in which nitrite nitrogen is produced by mineralizing organic matter, and nitrification (nitrification) from ammonia to nitrogen nitrate ) Are continuously performed in the same reaction system.

상세하게는, 유기물의 분해에 있어서, 유기물에 포함되는 유기태질소가 암모니아테질소로 분해되고, 암모니아태질소가 질산화성에 의한 산화반응(질화반응)을 거쳐, 질산태질소가 생성되는 반응을 가리키는 것이다.Specifically, in the decomposition of organic matter, the organic nitrogen contained in the organic matter is decomposed into ammonia nitrogen, and the ammonia nitrogen is subjected to an oxidation reaction (nitrification reaction) by nitrification property to generate nitrate nitrogen will be.

또한, 본 발명에 있어서, 유기물을 무기화하여 생성되는 질산태질소란, 질산이온이나 질산염인데, 구체적으로는, 질산이온을 상정한 것이다.In the present invention, nitrate nitrate generated by inorganicizing organic matter, nitrate ion or nitrate, specifically nitrate ion.

본 발명에 있어서의 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이란, 암모니아화성을 행하는 미생물군 및 질산화성을 행하는 미생물군을 포함하는 것이다.In the present invention, the group of microorganisms that perform the parallel doubly mineralization reaction includes a group of microorganisms that perform ammonia formation and a group of microorganisms that perform nitrification.

본 발명에 사용할 수 있는 '병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군'으로서는, 암모니아화성을 행하는 미생물군 및 질산화성을 행하는 미생물군을 포함하고, 첨가한 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성시키는 데 필요한 미생물군을 포함하는 것이면 된다.Examples of the "microorganism group that performs the simultaneous doubling mineralization reaction" that can be used in the present invention include a microorganism group that performs ammonia formation and a microorganism group that performs nitrification property, and a microorganism necessary for mineralizing the added organic matter to produce nitrate nitrogen Group.

또한, 상기 미생물군을 구성하는 미생물군의 종류로서는, 암모니아화성을 행하는 미생물군으로서는, 예를 들면 원생동물이나, 세균, 사상균 등의 암모니아화성균 등을 들 수 있고; 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)으로서는, 암모니아산화균(또는 아질산생성균)의 Nitrosomonas속, Nitrosococcus속, Nitrosospira속(Nitrosolobus속, Nitrosovibrio속을 포함한다), 아질산산화균(또는 질산생성균)의 Nitrobacter속, Nitrospira속; 등을 들 수 있다.Examples of the microorganism group constituting the microorganism group include ammonia-forming bacteria such as protozoa, bacterium and filamentous bacteria, and the like; Examples of the nitrifying bacteria (nitrifying bacteria) include Nitrosomonas genus, Nitrosococcus genus, Nitrosospira genus (including Nitrosolobus genus, Nitrosovibrio genus), and nitrite oxidizing bacteria (or nitrite producing genus) of ammonia oxidizing bacteria Genus Nitrospira; And the like.

본 공정에서 첨가하는 당해 미생물원으로서는, 구체적으로는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액, 상기 배양액을 건조시킨 상기 미생물의 건조 균체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킨 유출액, ;토양, 수돗물, 호소의 물, 용수, 우물물, 강물, 바닷물 등 자연계에 유래하는 것;을 사용할 수 있다.Specific examples of the source of the microorganism to be added in the present step include a culture medium in which a microorganism group for performing a parallel double exposure reaction is cultivated, dried cells of the microorganism in which the culture solution is dried, a solid carrier on which the microorganism group is immobilized, A distillate obtained by adding water to the immobilized solid carrier and flowing out from the solid carrier; and a material derived from natural sources such as soil, tap water, lake water, water, well water, river water and seawater.

특히, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액, 상기 배양액을 건조시킨 상기 미생물의 건조 균체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출된 유출액을 사용하는 것이, 병행 복식 무기화반응을 진행하는 데 필요한 미생물 생태계를 구성하는 당해 미생물군을 충분량 포함한 것으로 되어 있기 때문에, 탈질반응을 유발할 우려도 작은 점에서 바람직하다.Particularly, it is preferable to add water to a culture medium in which a microorganism group for carrying out the simultaneous doubly-mineralization reaction is cultivated, a dried cell of the microorganism in which the culture liquid is dried, a solid carrier immobilized with the microorganism group, It is preferable that the effluent discharged from the carrier contains a sufficient amount of the microorganism group constituting the microbial ecosystem necessary for proceeding the parallel doubly-charged mineralization reaction.

또한, '상기 미생물군이 고정화된 고체 담체'로서는, 상기 미생물군이 고정화된 상기 고체 담체이면 어떤 것이라도 되나, 바람직하게는 본 발명의 공정을 거쳐 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, as the 'solid carrier immobilizing the microorganism group', any of the solid carriers immobilized on the microorganism group may be used, but it is preferable to use those prepared through the process of the present invention.

탈질반응이란, 탈질균에 의해 질산태질소가 아산화질소가스 또는 질소가스 등으로 환원되어, 질산태질소가 상실되어버리는 현상으로, 탈질균의 에너지원이 되는 유기성분과 산소공급체가 되는 질산태질소가 공존할 때 유발하기 쉬운 반응이다.The denitrification reaction is a phenomenon in which nitrate nitrogen is reduced by nitrous oxide gas or nitrogen gas or the like by denitrification bacteria and nitrate nitrogen is lost, and nitrate nitrogen which becomes an oxygen source and an organic component which is an energy source of denitrifying bacteria It is a reaction that is easy to induce when coexisting.

본 발명의 상기 고체 담체 중에 있어서는, 물을 첨가하여 담체 중의 질산태질소를 제거하기 전에 유기물을 첨가해버려, 유기성분과 고농도의 질산태질소의 공존이라는 탈질반응을 유발하기 쉬운 조건을 만들어내버린 경우나, 상기 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극이 좁고, 모세관현상에 의해 담수상태가 되어 고체 담체 중이 혐기조건으로 되어 탈질균이 활성하기 쉬운 조건이 갖춰진 경우에 탈질반응이 일어나기 쉬워진다.In the solid carrier of the present invention, organic matters are added before water is added to remove the nitrate nitrogen in the carrier, and when the conditions that easily cause the denitrification reaction such as the coexistence of the organic component and nitrate nitrogen at a high concentration , The denitrification reaction tends to occur when the pores in the solid support and / or the solid support are narrow, the system becomes a fresh water state due to capillary phenomenon, and the conditions for the denitrifying bacteria to become active due to the anaerobic tank in the solid support are established.

본 발명에 있어서는, 상기 고체 담체 중에서 탈질반응이 일어나면, 무기 비료성분으로서 우수한 질산태질소가 가스화하여 상실되기 때문에 바람직하지 않다. 이 때문에 본 발명에서는, i) 고체 담체 중에 고농도의 질산태질소가 생성된 경우는, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하여, 질산태질소를 제거하거나, ii) 식물 등에 의해 비료성분으로서 흡수시킴으로써 질산태질소를 제거하고 나서 유기물을 첨가하도록 하거나, iii) 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극이 전체적으로 지나치게 좁아져 모세관현상이 강해져, 고체 담체 전체가 담수로서 혐기성 상태가 되는 경우가 없도록 하는 등의 주의를 기울일 필요가 있다.In the present invention, when the denitrification reaction occurs in the solid carrier, nitrate nitrogen which is excellent as an inorganic fertilizer component is gasified and lost, which is not preferable. Therefore, in the present invention, in the case where i) nitrate nitrogen is produced in a high concentration in a solid carrier, water is added and the solid carrier is washed out by removing water from the solid carrier to remove nitrate nitrogen, or ii) Or iii) the voids in the solid support and / or the solid support become too narrow as a whole, so that the capillary phenomenon becomes strong, and the solid support as a whole becomes an anaerobic state as fresh water It should be noted that the

상기 고체 담체를 충전한 용기로의, 당해 미생물원의 첨가는, 미생물군의 고정화를 단시간에 마치고자 하는 경우는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 배양물을 첨가함으로써 행한다. 또한, 당해 미생물원은, 당해 미생물원이 액체인 상태로도 분말인 상태로도 첨가할 수 있다.The addition of the microorganism source to the container filled with the solid carrier is carried out by adding a culture of a microorganism group that performs the parallel multiplication mineralization reaction when the microorganism group is to be immobilized in a short time. In addition, the microorganism source may be added in the form of a powder or a state in which the microorganism source is in a liquid state.

당해 미생물원의 첨가량으로서는, 특별히 한정되지 않으나, 상기 고체 담체 1 L에 대해, 배양액의 경우는 1~1000 ㎖, 건조 균체의 경우에는 1~1000 ㎎, 상기 고체 담체로부터의 유출액의 경우에는 1~1000 ㎖를 첨가하는 것이 바람직하다.The amount of the microorganism source to be added is not particularly limited. However, the amount of the microorganism source to be added is 1 to 1000 ml in the case of the culture medium, 1 to 1000 mg in the case of the dried cells, 1000 ml is preferably added.

당해 공정에 있어서, 당해 미생물원으로서 질산태질소를 포함하는 것을 사용함으로써(또는, 전 공정에서 충전한 고체 담체에 질산태질소를 포함하는 것을 사용함으로써), 상기 고체 담체 중에 질산태질소가 포함되는 경우, 당해 미생물원의 첨가 후에, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써, 상기 고체 담체를 세정하는 것이 바람직하다.In this process, by using nitrate nitrogen as the source of the microorganism (or by using nitrate nitrogen in the solid carrier charged in the previous step), nitrate nitrogen is contained in the solid carrier , It is preferable to wash the solid carrier by adding water after the addition of the microorganism source and flowing out from the solid carrier.

또한, 여기에서, 「상기 고체 담체 중에 질산태질소가 포함되는 경우」란, 유기물과 공존했을 때 탈질반응이 유발되는 농도 및 분포로 질산태질소가 포함되는 경우를 말한다.Here, the "case where nitrate nitrogen is contained in the solid carrier" refers to a case where nitrate nitrogen is included in a concentration and distribution in which denitrification occurs when coexisting with organic matter.

즉, 당해 공정에 있어서, 상기 고체 담체 중에, 유기물과 공존했을 때 탈질반응이 유발되는 농도 및 분포에서 질산태질소가 '포함되지 않는' 경우에 있어서는, 「상기 고체 담체 중에 질산태질소가 포함되지 않는 경우」로 간주된다.That is, in the case where nitrate nitrogen is not contained in the solid carrier in the concentration and distribution where the denitrification reaction is caused to occur when the organic carrier coexists with the organic carrier, the nitrate nitrogen is not contained in the solid carrier If not ".

또한, 당해 「세정」의 구체적인 조작으로서는, i) 상기 고체 담체를 '배수구를 구비한 용기'에 충전한 경우에 있어서는, 물을 첨가한 후, 상기 고체 담체로부터의 유출액을 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 행한다.Specific operations of the " cleaning " include: i) when the solid carrier is filled in a container having a drain hole, water is added and the drainage from the solid carrier is discharged from the drain hole .

또한, ii) 상기 고체 담체를 '배수구를 구비하지 않는 용기'에 충전한 경우에 있어서는, 물을 첨가한 후, 당해 용기를 기울이는 등의 조작을 행하여, 상기 고체 담체로부터의 유출액을 유출시킴(데칸테이션함)으로써 행한다.When the solid carrier is filled in a container having no drain port, water is added and then the container is tilted to flow out the effluent from the solid carrier ).

또한, iii) 상기 고체 담체를 용기에 충전하지 않고 쌓아올린 경우나, 상기 고체 담체로서 '상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 것'을 사용한 경우에 있어서는, 물을 첨가한 후, 상기 고체 담체로부터의 유출액을 직접 유출시킴으로써 행한다.In addition, when iii) the solid carrier is stacked without being filled in the container, or when the solid carrier is integrally molded so as to maintain the solid shape, water is added and then the solid carrier By directly draining the effluent of the reactor.

당해 세정을 행한 후, 당해 고체 담체 중은 많은 질산태질소가 제거된 상태, 즉, 유기물과 공존했을 때 탈질반응이 유발되는 농도 및 분포에서 질산태질소가 포함되지 않는 상태가 된다. 또한, 여분의 수분도 유출된 상태가 된다.After the cleaning, the solid carrier is in a state in which nitrate nitrogen is not contained in a concentration and distribution in which a large amount of nitrate nitrogen is removed, that is, when denitrification occurs in the presence of organic matter. In addition, excess water is also spilled out.

당해 미생물원 첨가 후의 세정에 있어서 사용하는 물로서는, 순수(증류수, 이온 교환수, 역침투막수 등), 우물물, 하천물, 호숫물, 수돗물, 바닷물 등을 사용할 수 있다. 또한, 고농도의 질산태질소(구체적으로는 50 ㎎ NO3/㎖ 이상)를 포함하는 물은 바람직하지 않다.As the water used for washing after the addition of the microorganism source, pure water (distilled water, ion-exchanged water, reverse osmosis membrane water, etc.), well water, river water, lake water, tap water, seawater and the like can be used. In addition, water containing a high concentration of nitrate nitrogen (specifically, 50 mg NO 3 / ml or more) is not preferable.

당해 세정에 사용하는 물의 첨가량으로서는, 상기 고체 담체 전체를 헹구는 데 충분한 양의 물인 것이 바람직하고, 1 L당 100~10000 ㎖인 것이 바람직하다.The amount of water to be used for the washing is preferably an amount sufficient to rinse the entire solid carrier, and is preferably 100 to 10,000 ml per 1 L.

당해 세정을 행함으로써, 질산태질소를 제거하여 고체 담체 중에 포함되는 질산태질소 농도를 저하시킬 수 있기 때문에, 탈질반응을 유발하는 조건(유기성분과 고농도의 질산태질소의 공존)이 성립하지 않게 되어, 탈질반응을 억제할 수 있다.Since the nitrate nitrogen contained in the solid carrier can be lowered by removing the nitrate nitrogen by carrying out the cleaning, the conditions for causing the denitrification (the coexistence of the organic component and nitrate nitrogen at a high concentration) are not established , The denitrification reaction can be suppressed.

따라서, 상기 고체 담체 중을, 유기물을 첨가했을 때 암모니아화성반응 및 질산화성반응이, 중간생성물을 축적하지 않고 진행되며, 또한, 탈질반응이 일어나지 않는 상태로 할 수 있다.Therefore, when the organic substance is added to the solid support, the ammonia-forming reaction and the nitrifying reaction proceed without accumulation of the intermediate product, and the denitrification reaction does not occur.

또한, 당해 미생물원의 첨가 후, 상기 고체 담체 중에 '유기물과 공존했을 때 탈질반응이 유발되는 농도 및 분포에서 질산태질소가 포함되지 않는' 경우, 당해 고체 담체의 세정을 행하지 않고도, 탈질반응이 일어나지 않는 상태에 있기 때문에, 세정을 특별히 행할 필요는 없다.Further, in the case where nitrate nitrogen is not contained in the concentration and distribution at which denitrification occurs when the organic carrier coexists with the solid carrier after the addition of the microorganism source, denitrification is carried out without washing the solid carrier Since it is in a state that it does not happen, it is not necessary to perform cleaning specifically.

상기 미생물군 첨가공정에서 미생물원을 첨가한 후, ;유기물을 첨가하고, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 「정치함」으로써, ;병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화하는 공정(고정화공정)을 행한다.After adding the microorganism source in the microorganism group addition process, when the solid carrier is washed by adding an organic substance and then adding water and flowing out from the solid carrier, nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent (Immobilization step) of immobilizing the group of microorganisms performing the parallel doubly mineralizing reaction is carried out.

당해 고정화공정에 의해, 목적으로 하는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체를 제조할 수 있다.By the immobilization step, a desired solid carrier in which a group of microorganisms capable of carrying out a parallel double ionization reaction is immobilized can be produced.

본 공정은, 상기 고체 담체에, 상기 미생물군을 정착, 순화, 증식시킴으로써, 고정화하기 위한 공정이다.The present step is a step for immobilizing the microorganism group on the solid carrier by fixing, purifying, and propagating.

본 고정화공정에 있어서, 유기물의 첨가는, 고체 담체에 유기물을 직접 첨가함으로써 행한다. 또한, 당해 유기물은, 액체인 상태로도 분말인 상태로도 첨가할 수 있다.In this immobilization step, the addition of the organic substance is performed by directly adding the organic substance to the solid carrier. Further, the organic material may be added in a state of being in a liquid state or in a state of powder.

당해 유기물로서는, 유기질 비료나, 식품 잔사, 식물 잔사, 축산폐기물, 분(糞)등의 유기질 자원 등, 어떤 것도 사용할 수 있으나, 탄소와 질소의 함유비인 C/N비가 24 이하, 바람직하게는 19 이하인 고질소 함유 유기물을 사용하는 것이, 질산태질소의 회수 효율을 높이는 점에서 바람직하다.Any organic material such as organic fertilizer, organic residue such as food residue, plant residue, animal wastes or feces can be used. However, the C / N ratio of the content ratio of carbon and nitrogen is 24 or less, preferably 19 Or less is preferable in view of improving the recovery efficiency of nitrate nitrogen.

상기 유기물로서는, 단백질, 단백질 분해물, 아미노산 등을 많이 포함하는 것이 바람직하다.As the organic substance, it is preferable to include a large amount of protein, proteolytic substance, amino acid, and the like.

구체적으로는, 생선 끓인 국물, 옥수수 침지액, 유박, 어분, 대두박, 효모박, 주박, 소주박, 쌀겨, 음식물쓰레기 등의 식품 잔사 등을 들 수 있다. 또한, 이들은, 식품 제조과정에서 얻어지는 폐기물로, 독성이 있는 성분이 포함되어 있지 않은 점에서 바람직하다. 또한, 가축분을 들 수 있고, 암모니아태질소를 포함하는 유기물도 이용할 수 있다. 더 나아가서는, 대두분, 맛국물 소(素)(아미노산 고함유물), 우유, 분유 등의 식품 그 자체도 이용할 수 있다. 또한 더 나아가서는, 가식부(可食部)로서 이용할 수 없는 식물의 조직이나 기관인 식물체 잔사도 이용할 수 있다.Specifically, there can be mentioned food residues such as boiled broth, corn steep liquor, oil cake, fish meal, soybean meal, yeast meal, sake, soju meal, rice bran, and food waste. In addition, these are wastes obtained in the food manufacturing process, and are preferable in that they do not contain toxic components. In addition, animal fats can be used, and organic materials including ammonia nitrogen can also be used. Further, the food itself such as soybean meal, distilled spirit (amino acid scum), milk, and milk powder can be used. Furthermore, plant residues such as plant tissues or organs that can not be used as edible parts can be used.

이들 중, 생선 끓인 국물, 어분, 유박, 음식물쓰레기, 옥수수 침지액, 쌀겨, 대두분, 식물체 잔사, 우유, 분유 및 가축분을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.Among them, it is more preferable to use boiled broth, fish meal, oil cake, food waste, corn steep liquor, rice bran, soybean meal, plant residue, milk, milk powder and livestock.

또한, 구체적으로, 생선 끓인 국물로서는, 가다랑어 끓인 국물을 들 수 있다. 또한, 옥수수 침지액으로서는, 콘 스팁 리쿼(Corn Steep Liquor)(CSL: 옥수수 전분 제조시의 부산물인 옥수수 침지액)를 들 수 있다. 또한, 유박으로서는, 채종(菜種) 유박, 콘 유박을 들 수 있다. 또한, 식물체 잔사로서는, 토마토 등의 재배관리 중에 적엽(摘葉)처리에서 발생한 경엽(莖葉) 등을 들 수 있다. 또한, 음식물쓰레기로서는, 생선의 서덜, 조리 후의 야채 부스러기, 잘라낸 고기조각 등을 들 수 있다. 또한, 가축분으로서는, 우분(牛糞)이나 계분(鷄糞) 등을 들 수 있다.Specifically, broth that boiled bonito is an example of boiled broth. Examples of the corn steep liquor include corn steep liquor (CSL: a corn steep liquor which is a by-product of the production of cornstarch). Examples of the starch include vegetable seed oil, cone oil, and the like. Examples of the plant residue include foliage produced in the treatment of leaves during the cultivation management of tomatoes and the like. Examples of the food garbage include a seaweed of fish, vegetable debris after cooking, a piece of cut meat and the like. Examples of the livestock include cattle dung and cattle dung.

또한, 가다랑어 끓인 국물, 콘 스팁 리쿼가 액체이기 때문에 상기 고체 담체에 침지하기 쉬운 점에서 특히 바람직하다.Further, it is particularly preferable because it is easy to be immersed in the solid carrier because the broth that boils bonito and the konseptirizo are liquid.

당해 유기물의 첨가량으로서는, 상기 고체 담체 1 L에 대해, 0.01~20 g(건조 중량 환산), 바람직하게는 0.1~1 g(건조 중량 환산)을 첨가할 수 있다.The amount of the organic substance to be added may be 0.01 to 20 g (on a dry weight basis), preferably 0.1 to 1 g (on a dry weight basis) relative to 1 L of the solid carrier.

또한, 구체적으로는, 당해 유기물이 액체인 상태의 경우, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우 0.1~20 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.07~14 g))이고, 콘 스팁 리쿼를 사용한 경우 0.1~20 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.05~10 g))이다.More specifically, when the organic matter is in a liquid state, 0.1 to 20 g (weight of liquid: 0.07 to 14 g in terms of dry weight) is used when boiled broth is boiled, 20 g (liquid weight: 0.05 to 10 g in terms of dry weight)).

또한, 유기물의 첨가량이, 상기 소정량보다도 많은 경우, 상기 고체 담체의 유기물의 담지량을 초과하는 경우가 있어 바람직하지 않다. 또한, 유기물의 첨가량이, 상기 소정량보다도 적은 경우, 비료성분으로서 질산태질소를 회수하는 목적에서 보면, 질산태질소의 농도가 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.When the amount of the organic substance to be added is larger than the predetermined amount, the amount of the organic substance to be loaded on the solid carrier may be exceeded, which is not preferable. When the addition amount of the organic substance is less than the predetermined amount, it is not preferable because the concentration of nitrate nitrogen is lowered for the purpose of recovering nitrate nitrogen as a fertilizer component.

이어서, 유기물의 첨가 후, 상기 미생물군을 정착, 순화, 증식시키기 위해 「정치」한다.Then, after the addition of the organic matter, the microorganism group is " settled " to fix, purify, and propagate.

정치하는 온도는, 암모니아화성, 질산화성의 미생물의 생육에 적합한 온도인 10~42℃, 바람직하게는 15~37℃이다. 또한, 온도가 10℃보다도 낮은 경우, 미생물의 증식이 지연되어 고정화에 시간도 필요로 하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 온도가 37℃보다도 높은 경우, 병행 복식 무기화반응을 진행하는 데 필요한 미생물의 일부가 사멸하는 경우가 있어, 바람직하지 않다.The temperature at which the solution is allowed to stand is 10 to 42 占 폚, preferably 15 to 37 占 폚, which is a temperature suitable for the growth of ammonia-forming and nitrifying microorganisms. When the temperature is lower than 10 占 폚, the proliferation of the microorganism is delayed, and it takes time for immobilization, which is not preferable. When the temperature is higher than 37 占 폚, a part of the microorganisms necessary for progressing the parallel doubly mineralization reaction may be killed, which is not preferable.

본 공정에 있어서의 「정치」하는 기간은, '물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지'의 기간, 즉, '상기 고체 담체에, 상기 미생물군이 (정착, 순화, 증식시킴으로써) 고정화되었다고 판정될 때까지'의 기간 정치하는 것이다.The period of "standing" in this step is a period during which the nitrate nitrogen is generated in the effluent when the solid carrier is washed by adding water and flowing out from the solid carrier, that is, Until the microorganism group is determined to be immobilized (by immobilization, purification and proliferation) on the solid carrier.

본 공정에 있어서의 「정치」하는 기간은, 구체적으로는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액, 상기 배양액을 건조시켜서 얻어진 상기 미생물의 건조 균체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출된 유출액 등을 미생물원으로서 사용한 경우, 하룻밤(약 8~24시간) 이상, 바람직하게는 3일 이상, 더욱 바람직하게는 5일 이상, 가장 바람직하게는 7일 이상을 필요로 하는 것이다.Specifically, the term " stationary " in the present step includes a culture solution in which a microorganism group for performing a parallel multiplication reaction is cultured, a dried cell of the microorganism obtained by drying the culture, a solid support on which the microorganism group is immobilized, (About 8 to 24 hours), preferably 3 days or more, more preferably 5 days or more, more preferably 5 days or more, when water is added to the solid carrier immobilized with the microorganism group and the effluent or the like flowing out from the solid carrier is used as a microorganism source. Day, and most preferably 7 days or more.

또한, 상기 미생물원으로서, 자연계에 유래하는 것을 사용한 경우, 당해 공정을 완료하는 데, 약 5일 이상, 바람직하게는 7일 이상, 더욱 바람직하게는 2주 이상을 필요로 하는 것이다.When the microorganism origin is derived from a natural source, the microorganism requires about 5 days or more, preferably 7 days or more, more preferably 2 weeks or more to complete the process.

또한, 본 공정에 있어서의 정치하는 기간이, 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지의 기간보다도 짧은 경우, 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)의 순응이 충분하지 않아, 암모니아태질소의 발생이 주가 되기 때문에 바람직하지 않다.In addition, when the period of time in this step is shorter than the period until nitrate nitrogen starts to be produced, the compliance of the group of microorganisms (nitrifying bacteria) that perform nitrification is not sufficient and the generation of ammonia nitrogen It is not desirable because it becomes a state.

다음으로, 상기와 같이 정치한 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 「세정」한다.Next, after standing as described above, the solid carrier is " washed " by adding water and flowing out from the solid carrier.

또한, 당해 「세정」의 구체적인 조작으로서는, i) 상기 고체 담체를 '배수구를 구비한 용기'에 충전한 경우에 있어서는, 물을 첨가한 후, 상기 고체 담체로부터의 유출액을 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 행한다.Specific operations of the " cleaning " include: i) when the solid carrier is filled in a container having a drain hole, water is added and the drainage from the solid carrier is discharged from the drain hole .

또한, ii) 상기 고체 담체를 '배수구를 구비하지 않은 용기'에 충전한 경우에 있어서는, 물을 첨가한 후, 당해 용기를 기울이는 등의 조작을 행하여, 상기 고체 담체로부터의 유출액을 유출시킴(데칸테이션함)으로써 행한다.When the solid carrier is filled in a container having no drain port, water is added and then the container is tilted to flow out the effluent from the solid carrier ).

또한, iii) 상기 고체 담체를 용기에 충전하지 않고 쌓아올린 경우나, 상기 고체 담체로서 '상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 것'을 사용한 경우에 있어서는, 물을 첨가한 후, 상기 고체 담체로부터의 유출액을 직접 유출시킴으로써 행한다.In addition, when iii) the solid carrier is stacked without being filled in the container, or when the solid carrier is integrally molded so as to maintain the solid shape, water is added and then the solid carrier By directly draining the effluent of the reactor.

당해 세정을 행한 후, 여분의 수분도 유출된 상태가 된다.After the cleaning is performed, extra water is also spilled out.

또한, 당해 세정을 행한 후에는, 고체 담체 내의 환경이 호기적인 상태(바짝 말라 있어도 된다)로 한 것이, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)의 번식을 억제하기 위해 바람직하다.After the washing, the environment in the solid carrier is set to an aerobic state (it may be tightly mixed), which is preferable in order to suppress the propagation of microorganisms (denitrifying bacteria) that perform the denitrification reaction.

당해 정치 후의 세정에 있어서 사용하는 물로서는, 순수(증류수, 이온 교환수, 역침투막수 등), 우물물, 하천물, 호숫물, 수돗물, 바닷물 등을 사용할 수 있다. 또한, 고농도의 질산태질소(50 ㎎ NO3/㎖ 이상)를 포함하는 물은 바람직하지 않다.As the water to be used for washing after the settling, pure water (distilled water, ion exchanged water, reverse osmosis membrane water, etc.), well water, river water, water lakes, tap water, seawater and the like can be used. In addition, water containing a high concentration of nitrate nitrogen (50 mg NO 3 / ml or more) is undesirable.

당해 세정에 사용하는 물의 첨가량으로서는, 상기 고체 담체 1 L당 100~3000 ㎖인 것이 바람직하다.The amount of water to be used for the washing is preferably 100 to 3000 ml per 1 L of the solid carrier.

당해 세정을 행함으로써, 상기 고체 담체 중에 생성된 질산태질소를 제거하고, 고체 담체 중에 포함되는 질산태질소 농도를 저하시킬 수 있기 때문에, 탈질반응을 유발하는 조건(유기성분과 고농도의 질산태질소가 공존하는 조건)이 성립하지 않게 되어, 탈질반응을 억제할 수 있다.Since the nitrate nitrogen produced in the solid carrier can be removed and the concentration of nitrate nitrogen contained in the solid carrier can be lowered by carrying out the cleaning, the conditions for causing the denitrification (the organic component and the nitrate nitrogen at a high concentration Coexistence condition) is not established, and the denitrification reaction can be suppressed.

따라서, 상기 고체 담체 중을, 유기물을 첨가했을 때 암모니아화성반응 및 질산화성반응이, 반응생성물을 축적하지 않고 진행되며, 또한, 탈질반응이 억제된 상태로 할 수 있다.Therefore, when the organic material is added to the solid carrier, the ammonia-forming reaction and the nitrifying reaction proceed without accumulating reaction products, and the denitrification reaction can be suppressed.

상기 고체 담체에, 상기 미생물군이 (정착, 순화, 증식시킴으로써) 고정화되었는지 여부의 판정은, 당해 세정시의 유출액의 질산태질소의 농도를 측정함으로써 행할 수 있다.The determination of whether the microorganism group has been immobilized (by fixing, purifying, or multiplying) on the solid carrier can be performed by measuring the concentration of nitrate nitrogen in the effluent at the time of the washing.

즉, 당해 유출액 중의 질산태질소의 농도를 측정하여, '당해 유출액에 유기물이 무기화되어 질산태질소가 생성되기 시작했다'고 확인된 경우, '상기 고체 담체에 상기 미생물군이 고정화되었다'고 판정할 수 있다.That is, when the concentration of nitrate nitrogen in the effluent is measured, it is judged that the microorganism group is immobilized on the solid carrier when it is confirmed that the organic matter is mineralized in the effluent and nitrate nitrogen is started to be produced can do.

또한, 바람직하게는, 당해 유출액에, 50 ㎎ NO3/L 이상, 더욱 바람직하게는 200 ㎎ NO3/L 이상의 질산이온의 생성이 확인된 경우에, 상기 고체 담체에 상기 미생물군이, '충분히' 고정화되었다고 판정할 수 있다.Preferably, when the production of nitrate ions of not less than 50 mg NO 3 / L, more preferably not less than 200 mg NO 3 / L is confirmed in the effluent, the microorganisms are classified into 'sufficient 'Is fixed.

이와 같이, 상기 고체 담체에 당해 미생물군이 고정화되었다고 판정된 것은, 상기 고체 담체 중의 병행 복식 무기화반응의 반응속도가(특히 질화능이) 현저히 향상된 것으로 된다. 그 때문에, 첨가한 유기물은 신속히 분해되어, 질산태질소가 생성되기 시작하는 시점에서는, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)의 에너지원이 되는 유기성분이 상실된 상태가 되어, 당해 고체 담체 중은, 탈질반응이 일어나기 어려운 환경이 된다.The determination that the microorganism group is immobilized on the solid carrier in this manner leads to a remarkable improvement in the reaction rate (in particular, the nitrification ability) of the parallel double mineralization reaction in the solid carrier. As a result, the added organic matter is rapidly decomposed, and at the point in time when nitrate nitrogen starts to be produced, the organic component which is the energy source of the denitrifying bacteria (denitrifying bacteria) is lost, It becomes an environment where the denitrification reaction is difficult to occur.

또한, 상기 고체 담체에, 상기 미생물군이 고정화되었다고(또는 '충분히' 고정화되었다고) 확인되지 않는 경우에는, 「상기 유기물을 첨가하며, 그 후 정치하고, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하는 처리」를, 상기 기준을 만족할 때까지 반복해서 행한다.Further, when it is not confirmed that the microorganism group is immobilized (or "sufficiently immobilized") on the solid carrier, it is preferable that "the organic substance is added, then the mixture is allowed to stand, and water is added to the solid carrier to flow out from the solid carrier, Solid carrier " is repeatedly performed until the above-mentioned criterion is satisfied.

즉, 상기 고체 담체를 세정할 때 유출되는 유출액에, 질산태질소가 생성되기 시작하지 않은 경우, 당해 처리를, 당해 세정시에 유출되는 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지, 반복해서 행한다.That is, when nitrate nitrogen is not started to be produced in the effluent flowing out when the solid carrier is washed, the treatment is repeatedly carried out until nitrate nitrogen is produced in the effluent flowing out during the washing .

상기와 같이, 본 고정화공정은, 미생물군 첨가공정에서 미생물원을 첨가한 후에, (1) '유기물을 첨가하고, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 「정치함」'으로써 행하는 것인데, 상기 고체 담체에, 상기 미생물군이 고정화되었다고 확인되지 않는 경우에는, (2) '상기 유기물을 첨가하며, 그 후 정치하고, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하는' 처리를, 당해 세정시에 유출되는 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 「반복해서 행함」으로써, 행해진다.As described above, in the present immobilization step, when the microorganism source is added in the step of adding a microorganism, (1) 'the organic substance is added, and then water is added and the solid carrier is washed out by flowing out from the solid carrier (2) 'when the microorganism group is not confirmed to be immobilized on the solid carrier, (2) the organic substance is added to the solid carrier, and The solid carrier is washed by adding water and flowing out from the solid carrier by repeating " repeatedly " until nitrogen nitrate is produced in the effluent flowing out during the washing .

즉, 본 고정화공정은, 당해 (1)의 조작에, (2)의 조작을 조합해서 행하는 것도 가능하다.That is, this immobilization step can be performed by combining the operations of (1) and (2).

또한, (1)의 조작에서, 정치하는 시간을 상기에 기재된 소정 기간과 같이 길게 취한 경우, 유기물의 첨가 후에 1회의 세정을 행한 것만으로, 당해 공정을 완료하는 것이 가능해진다.Further, in the operation (1), when the settling time is taken as long as the predetermined period described above, it is possible to complete the process only by performing the cleaning once after the addition of the organic material.

또한, 본 공정에 있어서, 당해 세정시에 유출되는 유출액에 포함되는 질산태질소의 생성 상황을 모니터하기 위해, 바람직하게는, 상기 고체 담체로의 당해 미생물군이 고정화되었는지 여부를 확인하기 위해, (2)와 같은 「반복」 조작을 행해도 된다.In order to monitor the production status of nitrate nitrogen contained in the effluent flowing out during the washing in this step, preferably, in order to check whether or not the microorganism group in the solid carrier is immobilized, 2 ") may be performed.

또한, 구체적으로는, (2)와 같은 「반복」 조작을 행하는 경우, 1~7일에 1회, 더욱 바람직하게는 연일 반복해서 행함으로써, 질산태질소의 생성을 상세히 파악할 수 있다.More specifically, in the case of performing the " repetition " operation as in (2), the production of nitrate nitrogen can be grasped in detail by repeating the operation once every 1 to 7 days, and more preferably, every day.

또한, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)의 번식을 억제한다는 의미에서는, (2)의 반복 조작은 가능한 한 적은 횟수인 것이 바람직하다. (2)와 같은 「반복」 조작을 빈번히 행한 경우, 세정의 횟수가 많아짐으로써 고체 담체 중의 수분이 많아져, 혐기적인 조건이 성립하기 쉬워진다. 그 때문에, 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)의 활동이 억제되어, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)의 번식을 초래하기 쉬워진다.In addition, in order to suppress the propagation of the denitrification-causing microorganisms (denitrifying bacteria), it is desirable that the number of repetition operations of (2) is as few as possible. Repetition "operation as in the case (2) is frequently performed, the number of times of cleaning increases, so that the amount of water in the solid carrier becomes large, and the anaerobic condition tends to be established. Therefore, the activity of the group of microorganisms (nitrifying bacteria) that perform nitrification is suppressed, and the breeding of a group of microorganisms (denitrifying bacteria) that perform the denitrification reaction tends to occur.

상기한 모든 공정을 완료하는 데 걸리는 기간, 바꾸어 말하면, 상기 고체 담체에, 상기 미생물군이 고정화되었다고, 또는 '충분히' 고정화되었다고 확인되는 데 걸리는 기간은, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액, 상기 배양액을 건조시켜서 얻어진 상기 미생물의 건조 균체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출된 유출액 등을 미생물원으로서 사용한 경우, 하룻밤(약 8~24시간) 이상, 바람직하게는 3일 이상, 더욱 바람직하게는 5일 이상, 가장 바람직하게는 7일 이상을 필요로 하는 것이다.The period of time required to complete all of the above processes, that is, the period of time required for confirming that the microorganism group has been immobilized or "sufficiently" immobilized on the solid carrier, can be determined by culturing a microorganism group When a microorganism is used as a microorganism source, a dried cell of the microorganism obtained by drying the culture liquid, a solid carrier immobilized with the microorganism group, a effluent leaking from the solid carrier by adding water to the solid carrier immobilized with the microorganism group , Overnight (about 8 to 24 hours), preferably 3 days or more, more preferably 5 days or more, and most preferably 7 days or more.

또한, 상기 미생물원으로서, 자연계에 유래하는 것을 사용한 경우, 당해 공정을 완료하는 데, 약 5일 이상, 바람직하게는 7일 이상, 더욱 바람직하게는 2주 이상을 필요로 하는 것이다.When the microorganism origin is derived from a natural source, the microorganism requires about 5 days or more, preferably 7 days or more, more preferably 2 weeks or more to complete the process.

이와 같이 하여, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체를 제조할 수 있다.In this way, a solid carrier immobilized with a group of microorganisms that undergo parallel doubly mineralization reaction can be produced.

이상의 공정을 거침으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 (정착, 순화, 증식시킴으로써) 고정화된 고체 담체는, '유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하기 위한 촉매 칼럼'의 담체로서 사용할 수 있다.By carrying out the above steps, the solid carrier immobilized (by fixing, purifying, and propagating) the microorganism group that performs the parallel doubly mineralization reaction is a carrier of a catalyst column for producing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component from organic matter Can be used.

또한, 상기 배수구를 구비한 용기를 사용하여 상기 공정을 행한 경우에 있어서는, 상기 배수구를 구비한 용기에 충전된 상태 그대로, 촉매 칼럼으로서 사용할 수 있다.Further, in the case where the above-described process is performed using the container having the drain hole, it can be used as a catalyst column in a state of being filled in the container provided with the drain hole.

또한, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체를 새로운 별도의 용기에 충전하여 사용하는 것도 가능하다.It is also possible to use a solid carrier in which the microorganism group is immobilized in a new separate container.

또한, 상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 상기 고체 담체를 사용하여, 상기 충전공정을 행하지 않은 경우에 있어서도, 얻어진 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체를, 필요에 따라 재단, 분쇄하여 새로운 별도의 용기에 충전함으로써, 촉매 칼럼으로서 사용하는 것도 가능하다.In addition, even in the case where the filling step is not carried out by using the solid carrier integrally molded so as to maintain the solid shape, the solid carrier on which the obtained microorganism group is immobilized can be cut and ground as required, To be used as a catalyst column.

본 발명의 당해 촉매 칼럼으로서는, 분해하는 유기물이 1일당 1 g인 경우, 100 ㎖ 이상의 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체를 충전한 것이면 된다.As the catalyst column of the present invention, when the organic matter to be decomposed is 1 g per day, 100 ml or more of the catalyst column may be charged with the solid carrier immobilized thereon.

또한, 본 발명의 당해 촉매 칼럼은, 상기 고체 담체가 칼럼 담체로서 기능하도록, 담체간 또는 담체 내의 공극의 일부가 일정 이상 커서, 통기성과 보수성 양쪽이 확보되도록 충전하는 것이다.Further, in the catalyst column of the present invention, the solid support is packed such that a part of the pores in the support or the support is larger than a certain size so as to ensure both the air permeability and the water retention so that the solid support functions as a column support.

즉, 모세관현상에 의한 액면의 상승높이(h)(단위 m)(상기한 공식 I에 의해 산출된다)가, 고체 담체의 충전높이를 초과하지 않는 공극의 크기(관의 안지름(반지름)(m)인 r에 해당)가 일부에서 확보되도록 충전한다. 또한, 당해 충전시에는, 고체 담체를 균일해지도록 충전해도 상관없으나, 조밀해지도록 충전하면 보다 바람직하다.That is, the height h of the liquid surface due to the capillary phenomenon (in units m) (calculated by the formula I) does not exceed the filling height of the solid carrier (the inner diameter (radius) (m ) R) is secured at a portion thereof. Further, at the time of charging, the solid carrier may be charged so as to be uniform, but it is more preferable to charge the solid carrier to be compact.

또한, 담체간 또는 담체 내의 공극이 모두 작아, 그 때문에 모세관현상에 의한 액면의 상승높이(h)가 담체의 충전높이를 초과하는 경우는, 촉매 칼럼에 물을 첨가했을 때 담액(湛液)상태로 되어 혐기적이 되고, 탈질반응을 유발하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.In addition, when both the pores in the carrier or in the carrier are small, and therefore the rising height (h) of the liquid surface due to the capillary phenomenon exceeds the filling height of the carrier, when the water is added to the catalyst column, Which is anaerobic, and the denitrification reaction tends to be caused, which is not preferable.

본 발명의 당해 촉매 칼럼을 사용함으로써, 유기물로부터 생성된 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 얻을 수 있다.By using the catalyst column of the present invention, a fertilizer containing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component produced from organic matter, can be obtained.

당해 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료로서는, 당해 촉매 칼럼으로부터의 유출액 중, 50 ㎎ NO3/L 이상, 바람직하게는 200 ㎎ NO3/L 이상의 질산이온을 포함하는 것을 비료로 한 것이다.As the fertilizer containing the nitrate nitrogen as the inorganic fertilizer component, the nitrate ion of 50 mg NO 3 / L or more, preferably 200 mg NO 3 / L or more is contained in the effluent from the catalyst column .

또한, 본 발명의 당해 촉매 칼럼을 사용한 경우의, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소의 1일당 생성량은, 상기 고체 담체 1 L에 대해 질산이온 약 270 ㎎ NO3 이상, 질소 환산으로 약 60 ㎎ N 이상의 질산태질소가 생성된다.Further, when the catalyst column of the present invention is used, the amount of nitrate nitrogen as an inorganic fertilizer component per day from the organic matter is about 270 mg NO 3 or more, about 60 mg in terms of nitrogen, N or more nitrate nitrogen is produced.

또한, 상기 미생물을 고정화시킨 상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 상기 고체 담체를, 용기에 충전하지 않은 상태인 경우에 있어서도, 직접 상기 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출된 유출액을 회수함으로써, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 얻는 것이 가능하다.In addition, even when the solid carrier integrally molded so as to maintain the solid shape in which the microorganisms are immobilized is not filled in the container, water is directly added to the solid carrier to recover the effluent flowing out from the solid carrier , It is possible to obtain a fertilizer containing nitrate nitrogen which is an inorganic fertilizer component.

본 발명의 당해 촉매 칼럼을 사용하여, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 제조할 때 첨가하는 당해 유기물의 첨가량으로서는, 상기 미생물이 고정화된 고체 담체 1 L에 대해, 0.01~20 g(건조 중량 환산), 바람직하게는 0.1~1 g(건조 중량 환산)을 첨가할 수 있다. 또한, 구체적으로는, 당해 유기물이 액체 상태인 경우, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우 0.1~20 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.07~14 g))이고, 콘 스팁 리쿼를 사용한 경우 0.1~20 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.05~10 g))이다.The amount of the organic substance to be added when preparing the fertilizer containing nitrate nitrogen as the inorganic fertilizer component is 0.01 to 20 g (1 L) per 1 L of the solid carrier on which the microorganism is immobilized Dry weight conversion), preferably 0.1 to 1 g (on a dry weight basis) may be added. Specifically, when the organic matter is in a liquid state, 0.1 to 20 g (liquid weight: 0.07 to 14 g in terms of dry weight) is used when boiled broth is boiled, and 0.1 to 20 g g (liquid weight: 0.05 to 10 g in terms of dry weight)).

또한, 유기물의 첨가량이, 상기 소정량보다도 많은 경우, 질산화성의 반응이 따라가지 못해, 당해 유출액의 암모니아태질소의 농도가 상승하여 바람직하지 않다. 단, 암모니아 함유율이 높은 비료(예: 토경재배용 비료)의 제조를 목적으로 하는 경우는 문제없다.Further, when the addition amount of the organic matter is larger than the predetermined amount, the nitrifying reaction can not be followed and the ammonia nitrogen concentration of the effluent is increased, which is not preferable. However, there is no problem when it is intended to produce a fertilizer having a high ammonia content (for example, fertilizer for soil cultivation).

당해 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료는, 야채, 과실, 화훼, 수목, 관엽식물 등, 모든 식물의 재배의 비료로서 사용할 수 있다.The fertilizer containing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, can be used as a fertilizer for cultivation of all kinds of plants such as vegetables, fruits, flowers, trees, and plants.

특히, 엽채류인 청경채, 소송채(小松菜), 양상추, 시금치 등, ;과실을 수확대상으로 하는 과채인 토마토 등, ;화훼; 과수의 재배에 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 엽채류인 청경채, 소송채의 재배에 바람직하게 사용할 수 있다.Especially, leafy vegetables such as Cheonggyeongjae, Komatsunaen, lettuce, spinach, etc .; Tomatoes such as tomatoes for harvesting fruit; It can be preferably used for the cultivation of fruit trees. Especially, it can be suitably used for the cultivation of cheongcheongchae, filigree, which is a leaf vegetable.

또한, 당해 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료는, 수경에서의 양액재배, 고형배지경에서의 양액재배, 통상의 토양을 사용한 재배 등, 일반적으로 행해지고 있는 식물의 재배에 있어서도 사용할 수 있다.The fertilizer containing nitrate nitrogen, which is the inorganic fertilizer component, can also be used for the cultivation of plants which are generally carried out, such as nutrient solution cultivation in hydroponics, nutrient solution cultivation in solid tubers, and cultivation using ordinary soil .

이상과 같이, 본 발명의 당해 촉매 칼럼은, 병행 복식 무기화반응의 반응속도를 현저히 향상시킬 수 있어, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있다.As described above, the catalyst column of the present invention can remarkably improve the reaction rate of the simultaneous double mineralization reaction, and can efficiently produce nitrate nitrogen as an inorganic fertilizer component from organic matter.

이것은, 종래법의 수중에서 행하는 담액상태의 병행 복식 무기화반응과 달리, 높은 촉매 표면적과 높은 호기반응조건을 확보할 수 있기 때문이다. 즉, 미생물군이 고밀도로 고정화한 고체 담체를 사용함으로써 반응을 촉매하는 표면적이 커져, 담체의 좁은 공극에서 보수성을 확보하는(모세관현상에 의함: 일정 보수성은 미생물의 생육에 필요) 동시에 커다란 공극에서 통기성도 확보함(호기반응조건)으로써, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 미생물을 활성화하여, 탈질반응을 억제할 수 있기 때문이다.This is because a high catalyst surface area and high aerobic reaction conditions can be ensured unlike the simultaneous doubly mineralization reaction in the liquid state in the conventional method. That is, by using a solid carrier immobilized with a high density of microorganisms, the surface area of catalyzing the reaction becomes large, and water retention is ensured in the narrow pores of the carrier (due to capillary phenomenon: constant water retention is required for the growth of microorganisms) This is because the microorganisms that catalyze the simultaneous double mineralization reaction can be activated and the denitrification reaction can be suppressed by ensuring the air permeability (exhalation reaction condition).

또한, 본 발명의 당해 촉매 칼럼을 사용함으로써, 폭기나 항상적인 전력을 사용하는 조작을 행하지 않고(에너지 절약의 방법으로), 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 생성하는 것을 가능하게 한다.Further, by using the catalyst column of the present invention, it is possible to produce a fertilizer containing nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, from an organic matter without performing operation using aeration or constant power (by energy saving method) .

특히, 대규모의 제조를 행할 때 유리하다. 이것에 의해, 지금까지는 비용이 들뿐 가치 있는 것을 생산해내지 못했던 유기성 폐기물의 처리에 있어서, 운전비용, 설치비용을 저렴하게 억제하면서, 유기질 자원이나 유기물을 포함하는 비료를 원료로 하여, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 생성하여, 제조·판매하는 것이 가능해진다. 이것은, 이익을 내지 못했던 폐기물 처리산업에 있어서 획기적인 기술이 된다.Particularly, it is advantageous when a large-scale production is carried out. Thus, in the treatment of organic wastes, which have been costly but have not produced valuable ones so far, the organic fertilizer containing organic fertilizer and organic fertilizer as raw materials, while suppressing operation cost and installation cost at low cost, It is possible to produce, manufacture and sell fertilizers containing nitrate nitrogen. This is a breakthrough in the waste treatment industry, which has not been profitable.

또한, 본 발명에 있어서는, 이상의 공정을 거침으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 (정착, 순화, 증식시킴으로써) 고정화된 상기 고체 담체를, '유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행할 수 있는 식물재배 고형배지'로서 사용할 수 있다.In the present invention, by carrying out the above-described steps, the solid carrier immobilized by the microorganism group that performs the parallel doubly mineralization reaction can be directly added with the organic fertilizer to perform the nutrient solution cultivation Quot; plant-grown solid medium ".

즉, 당해 식물재배 고형배지를 사용함으로써, '고형배지경에 있어서도 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배'를 행하는 것이 가능해진다.That is, by using the plant-cultured solid medium, it is possible to directly add the organic fertilizer even in the case of a solid germination scale to conduct the nutrient solution cultivation.

또한, 당해 고형배지경에서의 양액재배는, 관수(灌水) 후, 유기질 비료를 고형배지에 직접 첨가하는 조작을 반복함으로써 행할 수 있다.Further, the nutrient solution cultivation in the solid gypsum can be performed by repeating the operation of adding the organic fertilizer directly to the solid medium after irrigation.

유기질 비료의 첨가는, 당해 식물재배 고형배지에, 직접 첨가함으로써 행한다. 또한, 당해 유기물을 포함하는 비료는, 액체의 상태로도 분말의 상태로도 첨가할 수 있다.The addition of the organic fertilizer is carried out by directly adding to the plant-grown solid medium. In addition, the fertilizer containing the organic matter may be added in a liquid state or in a powder state.

당해 식물재배 고형배지를 사용하여 양액재배를 행하는 경우에 직접 첨가해서 사용할 수 있는 유기질 비료로서는, 상기에 기재된 유기물을 비료로서 사용할 수 있으나, 바람직하게는, 첨가조작의 자동화가 용이한 액체의 유기질 비료, 즉 생선 끓인 국물이나 콘 스팁 리쿼, 또는 고체 유기물을 미분쇄한 현탁액이나 부패액을 사용할 수 있다.As the organic fertilizer which can be directly added and used in the case of culturing the plant-grown solid medium using the plant-cultivated solid medium, the above-described organic fertilizer can be used as fertilizer. Preferably, the organic fertilizer , That is, a broth or a corn steep liquor, or a solid or organic material, may be used.

또한, 유기질 비료의 첨가는, 당해 식물재배 고형배지에, 직접 첨가함으로써 행한다. 또한, 당해 유기물을 포함하는 비료는, 액체의 상태로도 분말의 상태로도 첨가할 수 있다.The addition of the organic fertilizer is performed by directly adding the organic fertilizer to the plant-cultured solid medium. In addition, the fertilizer containing the organic matter may be added in a liquid state or in a powder state.

당해 유기질 비료의 첨가량으로서는, 상기 미생물이 고정화된 고체 담체 1 L에 대해, 0.01~20 g(건조 중량 환산), 바람직하게는 0.1~1 g(건조 중량 환산)을 첨가할 수 있다. 또한, 구체적으로는, 당해 유기질 비료가 액체의 상태인 경우, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우 0.1~20 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.07~14 g))이고, 콘 스팁 리쿼를 사용한 경우 0.1~20 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.05~10 g))이다.As the added amount of the organic fertilizer, 0.01 to 20 g (on a dry weight basis), preferably 0.1 to 1 g (on a dry weight basis) may be added to 1 L of the solid carrier on which the microorganism is immobilized. Specifically, when the organic fertilizer is in a liquid state, 0.1 to 20 g (liquid weight: 0.07 to 14 g in terms of dry weight) is used when boiled broth is boiled, and 0.1 to 20 g in terms of cone- To 20 g (liquid weight: 0.05 to 10 g in terms of dry weight)).

또한, 유기질 비료의 첨가량이, 상기 소정량보다도 많은 경우, 질산화성의 반응이 따라가지 못해, 당해 유출액의 암모니아태질소의 농도가 상승하여, 바람직하지 않다. 단, 재배시에 생육장해를 일으키지 않을 정도이면 문제없다.Further, when the addition amount of the organic fertilizer is more than the predetermined amount, the nitrifying reaction can not be followed and the ammonia nitrogen concentration of the effluent increases, which is not preferable. However, there is no problem as long as it does not cause a growth disorder at the time of cultivation.

또한, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체를 당해 식물재배 고형배지로서 사용하는 경우, 상기 고체 담체로서는 상기에 기재된 모든 고체 담체의 소재를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 암면, 버미큘라이트, 펄라이트, 가누마토, 우레탄, 더욱 바람직하게는 암면을 사용하는 것이 특히 바람직하다.When the solid carrier on which the microorganism group is immobilized is used as the plant-cultured solid medium, the solid carrier may be any of the solid carrier materials described above. Preferably, the solid carrier is selected from the group consisting of rock wool, vermiculite, perlite, , Urethane, and more preferably a rock surface.

당해 식물재배 고형배지를 사용하여, 유기물을 포함하는 비료를 직접 첨가한 양액재배에서는, 야채, 과실, 화훼, 수목, 과수, 관엽식물 등, 모든 식물의 재배에 사용할 수 있다.The nutrient solution cultivation in which the fertilizer containing the organic substance is directly added using the plant-cultivated solid medium can be used for the cultivation of all plants such as vegetables, fruits, flowers, trees, fruit trees, and plants.

특히, 식물의 재배, 엽채류인 청경채, 소송채, 양상추, 허브 등, ;과실을 수확대상으로 하는 과채인 토마토, 가지, 피망, 멜론, 수박, 딸기 등, ;화훼; 과수;의 재배에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 엽채류인 청경채, 소송채의 재배에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.Especially, the cultivation of the plant, the leafy vegetables such as the cheongcheongchae, the suit, the lettuce, the herb, etc .; tomatoes, eggplant, bell pepper, melon, watermelon, strawberry etc. It can be suitably used for the cultivation of fruit trees. In addition, it can be particularly preferably used for the cultivation of cheongcheongchae and filigree, which are leafy vegetables.

또한 본 발명에 있어서는, 상기 공정을 거침으로써 얻어지는, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 (정착, 순화, 증식시킴으로써) 고정화된 고체 담체를, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 미생물 자재(미생물원)로서 이용하는 것이 가능하다.Further, in the present invention, the solid carrier immobilized by the microorganism group performing the parallel doubly mineralization reaction obtained by the above-mentioned steps may be used as a microorganism material (microorganism source) which catalyzes the double- As shown in Fig.

구체적으로는, 본 발명에 있어서의 충전공정에서 첨가하는 병행 복식 무기화반응의 미생물군의 '미생물원'으로서 이용할 수 있다. 더 나아가서는, 수중에서의 '병행 복식 무기화반응용으로 최적화된 미생물군의 종균'으로서 이용하는 것이 가능하다.Concretely, it can be used as a 'microbial source' of a microorganism group to be added in the charging step of the present invention and to be subjected to the simultaneous double-walled mineralization reaction. Furthermore, it can be used as a seed bacterium of a microorganism group optimized for 'simultaneous doubly mineralization reaction' in water.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예로 더욱 상세하게 설명하나, 이들 실시예에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

실시예 1(고체 담체의 소재의 검토 1)Example 1 (Examination of material of solid carrier 1)

각종 고체 담체의 소재(암면 입상면(Grodan사제), 버미큘라이트(비에스라이트주식회사제), 펄라이트(고메리제), 가누마토(세토가하라화원제), 우레탄(와코주식회사제))에, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키고, 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성할 수 있는지, 검토를 행하였다.(Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)) and various solid carriers (manufactured by Grodan), vermiculite (manufactured by BISELITE Co., Ltd.), pearlite (manufactured by Komari Co., Ltd.), Kanumato It was examined whether or not a microorganism group for performing a doubly-mineralizing reaction could be immobilized and inorganic matter could be made mineralized to produce nitrate nitrogen.

먼저, 바그너 포트(후지와라제작소제)에 10 L의 물을 넣고, 80 g의 바크퇴비(시미즈항 목재산업협동조합제), 8 g의 가다랑어 끓인 국물(가다랑어포 공장의 부산물, 마쿠라자키 어업조합제)(이하 기재가 없을 때는 동일한 것)을 첨가하고, 에어 펌프로 폭기하여, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하였다.First, 10 L of water was put into a Wagner pot (manufactured by Fujiwara Seisakusho), and 80 g of bark compost (Kiyomizu Kogyo Kogyo Cooperative), 8 g of boiled broth (a by-product of a bonito fish plant, ) (Hereinafter, the same) was added and aerated with an air pump to cultivate a group of microorganisms that were subjected to the simultaneous double exposure reaction.

다음으로, 500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분(上半分)측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에, 상기의 각종 고체 담체 100 ㎖를 충전하였다. 도 4는, 각종 고체 담체를 배수구를 구비한 용기에 충전한 상태를 나타내는 사진상도이다.Next, the bottom of the PET bottle for 500 ml was cut to obtain the upper half side, and the upper and lower sides were reversed while the lid was opened. A container in which the lid of the PET bottle became a drainage port was prepared, 100 ml of various solid supports were filled. 4 is a photographic top view showing a state in which various solid carriers are filled in a container provided with a drain port;

다음으로, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액 200 ㎖를 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써, 상기의 각종 고체 담체를 세정하였다.Next, 200 ml of the culture solution in which the microorganism group performing the parallel multiplication reaction was cultivated was inoculated as a microorganism source, 100 ml of distilled pure water was added, and the various solid carriers were washed out by draining from the drainage port.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g(액체 중량)을 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 도 5에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, 0.1 g (liquid weight) of boiled broth of boiled tuna was added as an organic substance, and the mixture was allowed to stand overnight at room temperature (about 25 DEG C) and then washed with 100 ml of distilled water until the number of days shown in Fig. 5 And repeated. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

질산이온 농도의 측정은, 리플렉토콴트 질산시험지(머크사제)를 사용해서 RQ-flex(머크사제)로 측정함으로써 행하였다(이하, 본 실시예에 있어서는, 동일한 방법으로 질산이온 농도를 측정하였다.).The nitrate ion concentration was measured by measuring with RQ-flex (manufactured by Merck Co.) using Reflectoquant nitric acid test paper (manufactured by Merck) (hereinafter, nitrate ion concentration was measured in the same manner in this example). ).

또한, 상기의 각종 고체 담체를 충전한 용기에, 상기 미생물원을 첨가하지 않은 것을, 대조실험(control)으로 하였다. 결과를 도 5에 나타낸다. In addition, as a control experiment (control), the microorganism source was not added to the container filled with the above various solid carriers. The results are shown in Fig.

그 결과, 상기의 각종 고체 담체 중 어느 소재에 있어서도, 상기 유출액으로부터 질산이온의 생성이 확인되었다. 즉, 상기의 각종 고체 담체 중 어느 소재에도 상기 미생물군이 고정화되어, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 것이 나타내어졌다. 또한, 상기 미생물원을 첨가하지 않은 대조실험(control)에서는, 질산이온의 생성은 확인되지 않았다.As a result, the production of nitrate ions from the effluent was confirmed for any of the above various solid carriers. That is, it has been shown that the microorganism group is immobilized to any of the above-mentioned various solid carriers and catalyzes the parallel double ionization reaction. Further, in the control experiment in which the microbial source was not added, generation of nitrate ions was not confirmed.

또한, 이들 상기의 각종 고체 담체의 소재는 모두, 통기성을 갖는, 다공질의 소재이다.In addition, all of these various solid carriers are made of a porous material having air permeability.

또한, 도 5의 결과에 대해 상세하게는, 상기 미생물원의 첨가로부터 2~12일 이후의 유출액에는 30 ㎎/L 이상의, 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다.Further, in detail with respect to the results shown in Fig. 5, it was shown that nitric acid ions were produced in the effluent after 2 to 12 days from the addition of the microorganism source, at a concentration of 30 mg / L or more.

또한, 가누마토 이외의 상기 각종 고체 담체, 즉, 우레탄, 암면, 펄라이트, 버미큘라이트를 사용한 경우에는, 상기 미생물원의 첨가로부터 6~7일 이후의 유출액에, 약 50 ㎎/L 이상, 특히 약 70 ㎎/L 이상의 질산이온이 생성되고, 또한, 특히 우레탄, 암면을 사용한 경우에는, 약 200 ㎎/L 이상의 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다.When the various solid carriers other than the Nanumato, that is, the urethane, the rocky surface, the pearlite and the vermiculite are used, the effluent after 6 to 7 days from the addition of the microorganism source is added to the effluent of about 50 mg / L or more, Nitric acid ions of not less than 70 mg / L were produced, and nitric acid ions of about 200 mg / L or more were produced particularly when urethane or rockface was used.

이들 결과는, 이들의 소재가 특히 통기성이 좋고 탈질반응이 일어나기 어려운 소재이며, 또한, 체적당의 표면적이 커 많은 상기 미생물군을 고정화시킬 수 있는 소재이기 때문에, 효율적으로 병행 복식 무기화반응이 진행되기 때문이라고 생각된다.These results indicate that these materials are materials that are particularly well-ventilated and denitrification-prone to occur, and are capable of immobilizing a large number of microorganisms having a large surface area per volume, .

따라서, 상기의 각종 고체 담체 중 어느 소재를 사용한 경우에도, 첨가한 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 촉매 칼럼을 제조할 수 있는 것이 나타내어졌다.Therefore, it has been shown that even when any of the various solid supports is used, a catalyst column that produces nitrate nitrogen, which is an inorganic fertilizer component, can be produced from the added organic matter.

실시예 2(건조 균체의 접종)Example 2 (inoculation of dried cells)

병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 미생물원으로서, (액체가 아닌)건조 균체의 상태로 사용할 수 있는지를 검증하였다. It was verified that the microorganism was able to be used as a dried cell body (not a liquid) as a microbial source of a microorganism group that undergoes simultaneous doubly mineralization reaction.

실시예 1에 기재된 병행 복식 무기화반응 후의 배양액의 상청을 폐기하고, 벽면에 형성된 바이오 필름(미생물 군집구조)을 풍건 건조시켜서, 상기 미생물군의 건조 균체를 얻었다.The supernatant of the culture solution after the simultaneous doubly fortified mineralization reaction described in Example 1 was discarded and the biofilm (microbial community structure) formed on the wall was air-dried to obtain dried microbial cells.

다음으로, 500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에 암면 입상면 20 g(용적 100 ㎖)을 충전하였다.Next, the bottom of the PET bottles for 500 ml is cut to obtain the upper half, and the upper and lower sides are reversed while the lid is opened. A container in which the lid of the PET bottle is a drain hole is prepared. 100 ml).

이것에 상기 미생물군의 건조 균체 10 ㎎을 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 암면 입상면을 세정하였다.10 mg of the dried microbial cells of the microorganism group was added as a microorganism source, inoculated, 100 ml of distilled water was added, and the granular surface was washed out from the drainage port.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g(액체 중량)을 첨가하고, 37℃에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 2일이 경과할 때까지 반복하였다.Thereafter, 0.1 g (liquid weight) of boiled broth was added as an organic substance, and the mixture was allowed to stand overnight at 37 占 폚 and then washed with distilled pure water (100 ml) until two days elapsed.

그리고 그 후, 상기 가다랑어 끓인 국물의 첨가와 세정처리를 행하지 않고, 22일이 경과할 때까지(상기 미생물원의 첨가로부터 24일 경과할 때까지), 37℃에서 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다. 결과를 도 6에 나타내었다. Thereafter, the mixture was allowed to stand at 37 캜 until 22 days had elapsed (24 days after the addition of the microorganism source was added) without adding the boiled broth and washing treatment, and 100 ml of distilled pure water . At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured. The results are shown in Fig.

그 결과, 미생물원으로서 건조 균체의 형상의 것을 사용하여 접종한 경우에 있어서도, 상기 암면 입상면에 상기 미생물군이 고정화되어, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 것이 나타내어졌다.As a result, it was shown that the microorganism group was immobilized on the rock-wedge-shaped granular surface even when the microorganism was inoculated using a dry cell-shaped material, thereby catalyzing the simultaneous double mineralization reaction.

이 결과로부터, 접종하는 미생물원은, 건조 균체의 형상의 것이어도 상관없는 것을 알 수 있었다.From these results, it was found that the microorganism source to be inoculated may be in the form of dried cells.

실시예 3(고체 담체의 소재의 검토 2)Example 3 (Examination of material of solid carrier 2)

상기의 고체 담체의 소재에 더하여, 추가적으로 15종류의 고체 담체의 소재(볏짚(후지와라화학주식회사제) 5 g, 수태(주식회사 고메리제) 2 g, 삼나무 칩(주식회사 미우라상사제) 10 g, 활성탄(젝스주식회사제) 80 g, 죽탄(竹炭)(주식회사 스도제) 20 g, 목면(아이센공업주식회사제) 10 g, 거름종이(어드밴테크 도요제) 10 g, 1.25% 폴리아크릴아미드겔(와코순약제) 100 g, 1.6% 한천(와코순약제) 100 g, 제올라이트(유한회사 다카무라제) 50 g, 모래(주식회사 스도제) 50 g, 세라믹(주식회사 스도제) 50 g, 글래스 비드(주식회사 스도제) 60 g, 나일론(주식회사 고메리제) 6.3 g, 멜라민 수지(주식회사 고메리제) 1 g)에, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키고, 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성할 수 있는지의 검토를 행하였다.In addition to the above solid carrier materials, in addition, 15 g of solid carrier materials (5 g of rice straw (manufactured by Fujiwara Chemical Co., Ltd.), 2 g of impregnated material (manufactured by Go Merry Co., Ltd.), 10 g of cedar chips , 20 g of bamboo charcoal (manufactured by Sejudo Co., Ltd.), 10 g of cotton wool (manufactured by Isen Kogyo Co., Ltd.), 10 g of filter paper (Advantec Co., Ltd.), 1.25 g of polyacrylamide gel 100 g of 1.6% agar (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 50 g of zeolite (manufactured by Takamura), 50 g of sand (manufactured by Sudo Co., Ltd.), 50 g of ceramics A microorganism group for performing a parallel doubly mineralization reaction was immobilized to 60 g of bead (manufactured by Sudo Co., Ltd.), 6.3 g of nylon (manufactured by Go Merry Co., Ltd.) and 1 g of melamine resin (manufactured by Go Merry Co., And it was examined whether or not it could generate nitrogen gas.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에, 상기의 각종 고체 담체를 상기 중량분(20~100 ㎖에 상당하는 양) 충전하였다.The bottom of a PET bottle for 500 ml was cut to obtain the upper half portion and the upper and lower sides were reversed with the lid opened to prepare a container in which the lid of the PET bottle became a drainage port. (An amount corresponding to 20 to 100 ml).

이것에, 실시예 2에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 건조 균체 10 ㎎을 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써, 상기의 각종 고체 담체를 세정하였다.To this was added 10 mg of dried cells of the microorganism group for carrying out the parallel doubly-charged mineralization reaction used in Example 2 as a source of microorganism, inoculated, 100 ml of distilled pure water was added, and the mixture was discharged from the drainage port, .

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g(액체 중량)을 첨가하고, 37℃에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 도 7 또는 도 8에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, as the organic matter, 0.1 g (liquid weight) of boiled broth was added, the mixture was allowed to stand overnight at 37 占 폚, and then washed with 100 ml of distilled pure water until the number of days shown in Fig. 7 or 8 elapsed Respectively. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

그 결과, 상기 15종류의 고체 담체 중 어느 소재에 있어서도, 상기 유출액으로부터 질산이온의 생성이 확인되었다. 즉, 상기의 각종 고체 담체 중 어느 소재에도 상기 미생물군이 고정화되어, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 것이 나타내어졌다.As a result, it was confirmed that nitrate ions were generated from the effluent in any of the above 15 kinds of solid carriers. That is, it has been shown that the microorganism group is immobilized to any of the above-mentioned various solid carriers and catalyzes the parallel double ionization reaction.

또한, 이들 중에서도, 특히, 나일론, 수태, 거름종이, 삼나무 칩, 모래, 세라믹, 제올라이트를 사용한 경우에는, 상기 미생물원의 첨가로부터 8일 이후의 유출액에 약 40 ㎎/L 이상의 질산이온이 생성되고, 또한, 특히 나일론, 수태, 거름종이, 삼나무 칩을 사용한 경우에는 약 50 ㎎/L 이상(특히 약 60 ㎎/L 이상)의 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다.Among them, nitric acid ions of about 40 mg / L or more are produced in the effluent after 8 days from the addition of the microorganism source, particularly when nylon, fertilized, fertilizer paper, cedar chips, sand, ceramics and zeolite are used , And nitrate ions of about 50 mg / L or more (especially about 60 mg / L or more) were produced when nylon, conception, fertilizer paper or cedar chips were used.

이 결과로부터, 고체 담체의 소재로서는, 자연 유래의 유기성 수지나 화학 수지, 유리나 모래 등의 광물질, 세라믹 등도 이용 가능한 것이 명백해졌다.From these results, it has become clear that organic materials such as natural resins, chemical resins, minerals such as glass and sand, ceramics and the like can be used as the material of the solid carrier.

실시예 4(각종 유기물의 종류의 검토 1)Example 4 (Examination of kinds of various organic substances 1)

유기물로서, 실시예 1에서 사용한 가다랑어 끓인 국물 이외의 유기물을 사용한 경우에도, 병행 복식 무기화반응에 의해 유기물을 무기화하여, 질산태질소를 생성할 수 있는지의 검토를 행하였다.Whether or not the organic matter could be made into a mineral by simultaneous double mineralization reaction and nitrate nitrogen could be produced even when an organic material other than the boiled broth was used as the organic material in Example 1 was examined.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에, 버미큘라이트 70 g(용적 250 ㎖)을 충전하였다.500 ml bottles were cut to obtain the upper half of the flask, and the upper bottle and the lower bottle were inverted with the lid opened. A container in which the lid of the PET bottle was drained was prepared, and 70 g of vermiculite (250 ml in volume) .

이것에 실시예 1에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액 500 ㎖를 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 250 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써, 버미큘라이트를 세정하였다.To this was added 500 ml of a culture solution obtained by culturing a microorganism group for carrying out the parallel doubly mineralization reaction used in Example 1 as a microorganism source, inoculated, and 250 ml of distilled pure water was added thereto to flow out from the drainage port to wash the vermiculite.

이후, 유기물로서, 채종 유박 0.2 g 또는 콘 스팁 리쿼(CSL: 옥수수 전분 제조시의 부산물인 옥수수 침지액) 0.2 g(액체 중량)을 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 250 ㎖로 세정하는 처리를, 각각 도 9 또는 도 10에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, 0.2 g of seed oil or 0.2 g (liquid weight) of corn starch (CSL: corn steep liquor as a by-product of the production of corn starch) was added as an organic substance and allowed to stand overnight at room temperature (about 25 캜) The treatment of washing with 250 ml of pure water was repeated until the number of days shown in Fig. 9 or 10 elapsed, respectively. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

또한, 상기의 버미큘라이트를 충전한 용기에, 상기 미생물원을 첨가하지 않은 것을, 대조실험(control)으로 하였다. 채종 유박을 첨가한 결과를 도 9에, CSL을 첨가한 결과를 도 10에 나타낸다.In addition, as the control experiment (control), the microorganism source was not added to the vessel filled with the above-mentioned vermiculite. Fig. 9 shows the result of adding seed oil, and Fig. 10 shows the result of adding CSL.

그 결과, 유기물로서, 채종 유박, CSL의 어느 것을 사용한 경우에도, 상기 유출액으로부터 질산이온의 생성이 확인되었다. 즉, 상기 버미큘라이트에 상기 미생물군이 고정화되어 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 것이 나타내어졌다. 또한, 상기 미생물원을 첨가하지 않은 대조실험(control)에서는, 질산이온의 생성은 확인되지 않았다.As a result, nitrate ion production was confirmed from the effluent even when any of organic matter, oilseed oil or CSL was used. That is, it has been shown that the microorganism group is immobilized on the vermiculite to catalyze a parallel doubly mineralization reaction. Further, in the control experiment in which the microbial source was not added, generation of nitrate ions was not confirmed.

특히, CSL을 포함하는 액체의 첨가를 계속한 바, 상기 미생물원의 첨가로부터 6일 이후에서는, 연일, 안정한 농도의 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다. 이 CSL에 포함되는 유기태질소의 질산태질소로의 변환 효율은 98.6%로, 매우 높은 변환 효율인 것을 알 수 있었다.In particular, when the addition of the CSL-containing liquid was continued, it was shown that a stable concentration of nitrate ions was produced every day after 6 days from the addition of the microorganism source. The conversion efficiency of the organic nitrogen contained in the CSL to the nitric acid precursor was 98.6%, which is very high conversion efficiency.

따라서, CSL을 유기물로서 첨가한 경우, 특히 고농도의 질산태질소를 포함하는 유출액을 회수할 수 있는 것이 나타내어졌다. Therefore, it has been shown that, when CSL is added as an organic substance, the effluent containing nitrate nitrogen at a high concentration can be recovered.

실시예 5(유기물의 종류의 검토 2)Example 5 (Examination of kinds of organic substances 2)

또한, 상기 이외의 유기물을 사용한 경우에도, 병행 복식 무기화반응에 의해 유기물을 무기화하여, 질산태질소를 생성할 수 있는지의 검토를 행하였다.It has also been investigated whether organic substances other than the above-mentioned organic substances can be used to produce nitrate nitrogen by inorganic enrichment reaction.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에 암면 입상면 10 g(용적 50 ㎖)을 충전하였다.500 ml bottles were cut to obtain the upper half of the bottle, and a container with a lid of a plastic bottle as a drainage port was prepared by reversing the upper and lower sides with the lid opened. 10 g (volume 50 ml) Lt; / RTI >

이것에 실시예 2에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 건조 균체 10 ㎎을 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 암면 입상면을 세정하였다.To this was added 10 mg of dried cells of the microorganism group for carrying out the parallel doubly-charged mineralization reaction used in Example 2 as a source of microorganism, inoculated, 100 ml of distilled water was added, and the granular surface was washed out by draining from the drain.

이후, 유기물로서, 어분(도쇼제), 콘 유박(도쇼제), 또는 식품 잔사(음식물쓰레기, 질소 함유량 6%) 0.1 g을 첨가하고, 37℃에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를 도 11에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다. 결과를 도 11에 나타내었다.Then 0.1 g of food residue (food waste, nitrogen content 6%) was added as an organic substance, and the mixture was allowed to stand overnight at 37 占 폚 and then washed with 100 ml of distilled pure water Was repeated until the number of days shown in Fig. 11 elapsed. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured. The results are shown in Fig.

그 결과, 유기물로서, 어분(도쇼제), 콘 유박(도쇼제), 식물 잔사 중 어느 것을 사용한 경우에도, 상기 유출액으로부터 질산이온의 생성이 확인되어, 질산태질소를 포함하는 유출액을 회수할 수 있는 것이 나타내어졌다.As a result, even when any of organic matter, fish meal (Doosho), cone oil (Doosho), and plant residue was used, the production of nitrate ions was confirmed from the effluent, and the effluent containing nitrate nitrogen could be recovered .

실시예 6(유기물의 종류의 검토 3)Example 6 (Examination of kinds of organic substances 3)

또한, 상기 이외의 유기물을 사용한 경우에도, 병행 복식 무기화반응에 의해 유기물을 무기화하여, 질산태질소를 생성할 수 있는지의 검토를 행하였다.It has also been investigated whether organic substances other than the above-mentioned organic substances can be used to produce nitrate nitrogen by inorganic enrichment reaction.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에 암면 입상면 10 g(용적 50 ㎖)을 충전하였다.500 ml bottles were cut to obtain the upper half of the bottle, and a container with a lid of a plastic bottle as a drainage port was prepared by reversing the upper and lower sides with the lid opened. 10 g (volume 50 ml) Lt; / RTI >

이것에 실시예 2에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 건조 균체 10 ㎎을 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 암면 입상면을 세정하였다.To this was added 10 mg of dried cells of the microorganism group for carrying out the parallel doubly-charged mineralization reaction used in Example 2 as a source of microorganism, inoculated, 100 ml of distilled water was added, and the granular surface was washed out by draining from the drain.

이후, 유기물로서, 쌀겨(츠케모토주식회사제), 분유(모리나가유업주식회사제), 맛국물 소(주식회사 시마야제), 대두분(세이프테크·인터내셔널주식회사제), 우유(오오우치야마 낙농농업협동조합제), 식물체 경엽(토마토 식물체의 액아(腋芽)), 우분(주식회사 도쇼제), 또는 계분(주식회사 도쇼제) 0.1 g(우유의 경우는 액체 중량)을 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 각각 도 12에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, as organic substances, there were used organic substances such as rice bran (made by Tsukemoto Co., Ltd.), powdered milk (manufactured by Morinaga Kogyo Co., Ltd.), distilled spirits (Shimaya Co., Ltd.), soy sauce (made by Safe Tech International) 0.1 g (liquid weight in the case of milk) was added to the mixture at room temperature (about 25 占 폚), overnight at room temperature (about 25 占 폚) After that, the process of washing with pure distilled water (100 ml) was repeated until the number of days shown in Fig. 12 elapsed. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

그 결과, 상기 어느 유기물을 사용한 경우에도, 상기 유출액으로부터 질산이온의 생성이 확인되어, 질산태질소를 포함하는 유출액을 회수할 수 있는 것이 나타내어졌다.As a result, even when any of the above organic materials was used, the production of nitrate ions was confirmed from the effluent, and it was shown that the effluent containing nitrate nitrogen could be recovered.

또한, 이들 중 쌀겨는, C/N비(탄소에 대한 질소의 함유비)가 18.1로 높아, 종래의 수중에서의 병행 복식 무기화반응에서는 질산태질소를 회수할 수 없었던 유기질 자원이나, 상기 칼럼에 첨가함으로써, 무기화되어 질산태질소를 생성할 수 있는 것이 명백해졌다.Of these, rice bran has high C / N ratio (content ratio of nitrogen to carbon) of 18.1, which is an organic resource that can not recover nitrate nitrogen in the conventional simultaneous double mineralization reaction in water, It was made clear that nitrate nitrogen could be formed by the addition of nitric acid by adding nitric acid.

이것은, 상기 고체 담체 내에서의 병행 복식 무기화반응이, 종래의 수중에서의 병행 복식 무기화반응에 비해, 반응속도가 현저히 향상된 것이 주된 이유라고 생각된다. 즉, 상기 고체 담체 내는, 통기성이 높아 호기적 조건이 항상 유지되고, 또한, 반응을 촉매하는 미생물군이 고정화된 표면적이 크기 때문에, 유기성분의 분해 질화되는 반응속도가 현저히 향상되기 때문이라고 생각된다. 또한, 유기성분의 확산이 고체 담체 내에서 일어나기 어려운 것에 비해, 암모니아는 담체에 담지되어 있는 수분으로 확산하기 쉬워, 미시적으로 C/N비가 낮아지는 부위가 발생하는 것도 이유로서 생각된다.This is considered to be the main reason why the reaction rate in the solid support was doubled as compared with the conventional double reaction in the presence of water. That is, it is considered that the solid carrier has a high air permeability and thus an aerobic condition is always maintained, and a microorganism group that catalyzes the reaction has a large surface area on which immobilized nitric acid groups are immobilized, thereby significantly accelerating the decomposition nitrification rate of organic components . Further, it is considered that ammonia is easily diffused into moisture contained in the carrier, while the diffusion of the organic component is difficult to occur in the solid carrier, and a region where the C / N ratio is lowered microscopically occurs.

실시예 7(자연계 유래의 미생물원의 이용)Example 7 (Use of microorganism source derived from nature)

토양이나 바닷물, 수돗물 등에 포함되는 자연계 유래의 미생물군을, 고체 담체에 고정화하는 미생물의 접종원으로서 이용할 수 있는지의 검토를 행하였다.It was examined whether or not a microorganism group derived from the natural world contained in soil, seawater, tap water or the like could be used as an inoculation source of a microorganism immobilized on a solid carrier.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에 암면 입상면 10 g(용적 50 ㎖)을 충전하였다.500 ml bottles were cut to obtain the upper half of the bottle, and a container with a lid of a plastic bottle as a drainage port was prepared by reversing the upper and lower sides with the lid opened. 10 g (volume 50 ml) Lt; / RTI >

이것에 바닷물 100 ㎖, 수돗물 100 ㎖, 또는 토양 1 g을 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 암면 입상면을 세정하였다.100 ml of seawater, 100 ml of tap water, or 1 g of soil was added as a microorganism source, inoculated, 100 ml of distilled water was added, and the granular surface was washed out from the drain hole by washing.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 100 ㎎을 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 도 13 또는 도 14의 각각에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, as the organic matter, 100 mg of boiled broth was added, and the mixture was allowed to stand overnight at room temperature (about 25 캜) and then washed with 100 ml of distilled water. When the number of days shown in each of Figs. 13 or 14 . At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

또한, 상기의 암면 입상면을 충전한 용기에, 상기 미생물원 대신에 증류 순수를 첨가한 것을, 대조실험(control)으로 하였다. 바닷물 또는 수돗물을 미생물원으로서 접종한 결과를 도 13에, 토양을 미생물원으로서 접종한 결과를 도 14에 나타낸다.Further, the distilled water was added to the container filled with the above-mentioned rock-face-side granular surface in place of the microorganism source, and this was used as a control experiment. Fig. 13 shows the result of inoculating seawater or tap water as a microorganism source, and Fig. 14 shows the result of inoculating the soil as a microorganism source.

그 결과, 미생물원으로서 바닷물, 수돗물, 토양 중 어느 것을 첨가하여 접종한 경우에 있어서도, 상기 유출액으로부터, 질산이온의 생성이 확인되었다. 즉, 상기 암면 입상면에 자연계 유래의 상기 미생물군이 고정화되어, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 것이 나타내어졌다. 또한, 상기 미생물원 대신에 증류 순수를 첨가한 대조실험(control)에서는, 질산이온의 생성은 확인되지 않았다.As a result, nitrate ion production was confirmed from the effluent even when any of seawater, tap water, and soil was inoculated as a microorganism source. That is, it has been shown that the microorganism group derived from nature is immobilized on the rock face granular surface to catalyze the parallel doubly mineralization reaction. Further, in the control experiment in which pure water of distillation was added in place of the microorganism source, generation of nitrate ions was not confirmed.

이 결과로부터, 토양, 바닷물이나 수돗물에 포함되는 자연 유래의 미생물군을 접종원으로서 이용함으로써, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물의 고체 담체로의 고정화가 가능한 것을 알 수 있었다.From these results, it has been found that microorganisms capable of carrying out the parallel doubly mineralization reaction can be immobilized on a solid support by using a naturally occurring microorganism group contained in soil, seawater or tap water as an inoculation source.

단, 바닷물이나 수돗물에 포함되는 미생물의 고정화에는, 실시예 1에서 조제한 미생물군의 상기 배양액을 사용한 경우에 비해, 시간이 걸리는 경향이 있는 것이 나타내어졌다. 토양을 접종원으로 하는 경우는, 비교적 빠르게 고정화가 가능한 것을 알 수 있었다.However, it has been shown that immobilization of microorganisms contained in seawater or tap water is time-consuming as compared with the case of using the culture solution of the microorganism group prepared in Example 1. When the soil was inoculated, it was found that immobilization was possible relatively quickly.

실시예 8(칼럼 유출액의 미생물원으로서의 이용)Example 8 (Use of column effluent as a microbial source)

이미 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 미생물군이 고정화된 고체 담체로부터의 유출액(상기 미생물군이 고정화된 고체 담체를 충전한 촉매 칼럼으로부터의 유출액)을 미생물원으로서 이용하여, 별도의 고체 담체에 고정화하는 실험을 행하였다.An effluent from a solid carrier on which a microorganism group that already catalyzes the co-multiplication reaction is immobilized (a effluent from a catalyst column packed with a solid carrier on which the microorganism group is immobilized) is immobilized on a separate solid carrier Experiments were conducted.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에 암면 입상면 20 g(용적 100 ㎖)을 충전하였다.The bottom of the PET bottles for 500 ml was cut to obtain the upper half of the bottle. When the bottle was opened and the upper and lower sides were reversed, a container in which the lid of the PET bottle was drained was prepared. 20 g (volume 100 ml) Lt; / RTI >

이것에 실시예 1에 기재된 암면 입상면을 충전한 촉매 칼럼으로부터의 유출액 100 ㎖를 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 암면 입상면을 세정하였다.100 ml of the effluent from the catalyst column packed with the rock-wool granular surface described in Example 1 was added as a microorganism source, inoculated, 100 ml of distilled water was added, and the granular surface was washed out by draining from the drain.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g(액체 중량)을 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 도 15에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, 0.1 g (liquid weight) of boiled broth of boiled tuna was added as an organic substance, and the mixture was allowed to stand overnight at room temperature (about 25 캜) and then washed with 100 ml of distilled water until the number of days shown in Fig. 15 And repeated. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

또한, 상기의 암면 입상면을 충전한 용기에, 미생물원을 첨가하지 않은 것을, 대조실험(control)으로 하였다. 결과를 도 15에 나타낸다.Further, as a control experiment (control), the microorganism source was not added to the container filled with the above-mentioned dark-side surface granular surface. The results are shown in Fig.

그 결과, 상기 실시예 1에 기재된 상기 미생물군을 고정화한 암면 입상면을 충전한 '촉매 칼럼으로부터의 유출액'을 미생물원으로서 첨가한 경우, 상기 배수구로부터의 유출액에 생성된 질산이온의 농도는, 7일 경과 후에 약 220 ㎎/L로 높은 값을 나타내고, 실시예 1, 2에서 나타낸 배양액을 미생물원으로서 사용하는 경우와 동등하게, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 고정화를 신속하게 행할 수 있는 것을 알 수 있었다.As a result, in the case of adding the "effluent from the catalyst column" filled with the rocky granular surface immobilized with the microorganism group described in Example 1 as a source of microorganisms, the concentration of nitrate ions produced in the effluent from the drainage port, After about 7 days, it showed a high value of about 220 mg / L. In the same manner as in the case of using the culture solution shown in Examples 1 and 2 as a microorganism source, the microorganism group .

또한, 상기 미생물원을 첨가하지 않은 대조실험(control)에서는, 질산이온의 생성은 확인되지 않았다.Further, in the control experiment in which the microbial source was not added, generation of nitrate ions was not confirmed.

이 실험 결과로부터, 이미 고정화를 마친 고체 담체를 사용한 촉매 칼럼으로부터의 유출액을, 별도의 고체 담체의 미생물원으로서 이용하는 것이 가능한 것을 알 수 있었다.From these experimental results, it was found that it is possible to use the effluent from the catalyst column using the already solidified support as a microorganism source of the separate solid carrier.

실시예 9(무용기에서의 고정화의 검토 1)Example 9 (Examination of immobilization in a dancer 1)

상기 칼럼 방식(배수구를 구비한 용기에 고체 담체를 충전하는 방법)을 사용하지 않고, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체에, 직접 상기 미생물군을 고정화할 수 있는지의 검토를 행하였다.It was examined whether or not the above-mentioned microorganism group could be directly immobilized on a solid carrier integrally molded so as to maintain a solid shape, without using the column method (a method of filling a container having a drain hole into a solid carrier).

먼저, 실시예 1에 기재된 병행 복식 무기화반응 후의 배양액을 사용하여 수경에서의 양액재배로 소송채를 재배하고, 그 재배 후, '질산태질소를 포함하지 않는 상기 미생물의 배양액'을 얻었다.First, the cultivation medium was cultured in a hydroponic culture by using a culture solution after the simultaneous doubling mineralization reaction described in Example 1, and after cultivation, a culture broth of the microorganism not containing nitrate nitrogen was obtained.

다음으로, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 암면 큐브(Grodan사제, 100×100×100 ㎜: 용적 1 L)에 직접 증류 순수 500 ㎖ 첨가하여, 여분의 수분을 암면 큐브로부터 유출시킴으로써 암면 큐브를 세정하였다.Next, 500 ml of distilled pure water was added directly to a rocky face cube (manufactured by Grodan, 100 × 100 × 100 mm, volume: 1 L) integrally molded so as to maintain the solid shape, and excess water was flowed out from the rocky face cube, Respectively.

이것에, 상기 질산태질소를 포함하지 않는 배양액 500 ㎖를 미생물원으로서 첨가하여 접종하였다. 또한, 미생물원의 첨가 후에는, 증류 순수로의 암면 큐브의 세정은 행하지 않았다.To this, 500 ml of the nitrate-nitrogen-free culture solution was added as a microorganism source and inoculated. Further, after addition of the microbial source, washing of the rocky face cube with distilled pure water was not performed.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.5 g을 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 '6일이 경과할 때까지 정치한' 후, 증류 순수 500 ㎖로 세정하였다. 암면 큐브로부터 유출되는 액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다. 결과를 도 16에 나타낸다.Thereafter, 0.5 g of boiled broth was added as an organic substance, and the mixture was allowed to stand for 6 days at room temperature (about 25 ° C), and then washed with distilled pure water (500 ml). The liquid flowing out from the rocky cube was recovered and nitrate ion concentration was measured. The results are shown in Fig.

그 결과, 상기 칼럼 방식(배수구를 구비한 용기에 고체 담체를 충전하는 방법)을 사용하지 않고, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 암면(고체 담체)을 사용한 경우에도, 상기 미생물원의 첨가로부터 6일 후에는, 약 50 ㎎/L의 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다.As a result, even when a rock surface (solid carrier) integrally molded so as to maintain a solid shape is used without using the column method (a method of filling a solid carrier with a drain port), the addition of the microorganism source Day, nitrate ions of about 50 mg / L were produced.

즉, 고체 담체 자체에 미생물·유기물·수분을 담지하는 다공질구조가 존재하면, 고체 담체를 고형 형상이 유지되도록 일체 성형함으로써, 그대로 용기에 충전하지 않고 미생물의 고정화 행정을 행할 수 있는 것이 나타내어졌다.That is, when there is a porous structure carrying microorganisms, organic substances, and water in the solid carrier itself, it has been shown that the solid carrier can be integrally formed so as to maintain the solid shape, so that the microorganism can be immobilized without being charged into the vessel.

또한, 질산이온을 포함하지 않는 미생물원을 사용한 경우, 접종 후에 물로 고체 담체(암면 큐브)를 세정하지 않아도, 고체 담체에 상기 미생물군이 고정화되어 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 것이 나타내어졌다. 이것에 의해, 질산이온을 포함하지 않는 미생물원을 사용한 경우에는, 미생물원 첨가 후의 물로 세정하는 조작을 생략할 수 있는 것을 알 수 있었다.Further, it has been shown that when a microorganism source containing no nitrate ion is used, the microorganism group is immobilized on the solid carrier and the parallel doubly-charged mineralization reaction is catalyzed without washing the solid carrier (rockwool cube) with water after inoculation. Thus, when a microorganism source containing no nitrate ions was used, it was found that the operation of washing with water after addition of the microorganism source could be omitted.

또한, 이 경우, 유기물 첨가 후, 정치하고 물로 세정하는 조작은, 반복하지 않아도 되고, 유기물을 첨가하고 수일 정치하는 것만으로도 미생물이 순화, 증식하여, 고체 담체로의 고정화를 진행할 수 있는 것이 나타내어졌다.In this case, it is not necessary to repeat the steps of setting and washing with water after the addition of the organic substance, and it is also shown that microorganisms can be purified and proliferated only by adding an organic substance and standing for several days, lost.

이 결과는, 유기물을 첨가하는 시점에서는 고체 담체 중의 질산태질소 농도가 낮은 상태에 있어, 탈질반응을 유발하기 어려운 상태가 되어 있기 때문이라고 생각된다.This result is considered to be because the nitrate nitrogen concentration in the solid carrier is low at the time of adding the organic matter, and the denitrification reaction is hardly caused.

실시예 10(무용기에서의 고정화의 검토 2)Example 10 (Examination of immobilization in a dancer 2)

상기 칼럼 방식(배수구를 구비한 용기에 고체 담체를 충전하는 방법)을 사용하지 않고, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체에 대해, 추가적으로 검토를 행하였다.A solid carrier integrally molded so as to maintain a solid shape without using the column method (a method of filling a container having a drain hole into the solid carrier) was further investigated.

먼저, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 암면 큐브(Grodan사제, 100×100×100 ㎜: 용적 1 L), 목면(아이센공업주식회사제, 20 g: 용적 100 mL), 멜라민 수지(주식회사 고메리제, 2 g: 용적 50 mL)를 준비하였다. 또한, 목면과 멜라민 수지에 대해서는, 실로 매단 상태로 하였다(도 17에 사진상을 나타낸다).First, a rocky face cube (100 x 100 x 100 mm, volume: 1 L), a cotton (20 g, volume: 100 mL, manufactured by Isen Kogyo Co., Ltd.) and a melamine resin , 2 g: volume 50 mL) was prepared. In addition, the cotton and the melamine resin were put in a state of being tucked (see Fig. 17).

이것에, 실시예 2에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 건조 균체 10 ㎎을 미생물원으로서 첨가하여 접종하였다. 또한, 본 실시예에서는, 첨가한 미생물원의 첨가량 자체가 매우 미량이었기 때문에(즉, 미생물원에 포함되어 있는 질산태질소의 양도 매우 미량이었기 때문에), 미생물원의 첨가 후에는, 증류 순수에서의 고체 담체의 세정은 행하지 않았다.To this was added 10 mg of the dried cells of the microorganism group which was used in Example 2 to carry out the parallel doubly mineralization reaction as a microorganism source and inoculated. Further, in this embodiment, since the added amount of the microorganism source itself was very small (that is, the amount of nitrate nitrogen contained in the microorganism source was also very small), after the addition of the microorganism source, The solid carrier was not washed.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g을 첨가하고, 37℃에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 도 18에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다. 결과를 도 18에 나타내었다.Thereafter, as an organic substance, 0.1 g of boiled broth was added, and the mixture was allowed to stand overnight at 37 캜 and then washed with distilled pure water (100 ml) until the number of days shown in Fig. 18 elapsed. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured. The results are shown in Fig.

그 결과, 암면 이외의 목면이나 멜라민 수지를, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형한 것을 사용한 경우에 있어서도, 상기 미생물원의 첨가로부터 6일 후에는, 질산이온의 생성이 확인되는 것이 나타내어졌다.As a result, it was shown that the production of nitrate ions was confirmed 6 days after the addition of the microorganism source, even when a cotton or melamine resin other than the rock surface was integrally molded so as to maintain the solid shape.

즉, 수지 등의 고체 담체를 특별히 용기에 충전하지 않아도, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형의 것이라면, 문제없이 상기 미생물군을 고정화하는 것이 가능한 것이 나타내어졌다.That is, it has been shown that if the solid carrier such as a resin is integrally molded so that the solid shape is maintained without filling the solid carrier in the container, it is possible to immobilize the microorganism group without any problem.

또한, 이들 중 암면을 사용한 경우에는, 상기 미생물원의 첨가로부터 8일 후의 유출액에 약 240 ㎎/L의 농도의 질산이온이 생성되는 것이 나타나고, 특히 상기 미생물군을 고정화시키는 고체 담체의 소재로서, 바람직한 것이 나타내어졌다. 이것은, 암면이, 통기성 및 미생물군이 고정화되는 표면적의 관점에서 우수한 소재이기 때문이라고 생각된다. When the rock surface was used, nitrate ions at a concentration of about 240 mg / L were produced in the effluent after 8 days from the addition of the microorganism source. Particularly, as a material of the solid support for immobilizing the microorganism group, Preferred ones have been shown. This is considered to be because the rock surface is a material excellent in terms of air permeability and surface area where the microorganism group is immobilized.

실시예 11(데칸테이션에 의한 미생물군의 고정)Example 11 (Fixation of microorganism group by decantation)

상기 칼럼 방식(배수구를 구비한 용기에 고체 담체를 충전하는 방법) 이외에, 데칸테이션에 의해 세정을 행한 경우에도, 상기 미생물군을 고체 담체에 고정화할 수 있는지, 검토를 행하였다.In addition to the above column method (a method of filling a solid carrier with a container having a drain hole), it was examined whether the microorganism group could be immobilized on a solid carrier even when cleaning was carried out by decantation.

플라스틱 컵(200 ㎖ 용량)에, 암면 입상면 10 g(용적 50 ㎖)을 넣었다. 이것에, 실시예 2에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 건조 균체 10 ㎎을 미생물원으로서 첨가하여 접종하였다. 또한, 본 실시예에서는, 첨가한 미생물원의 첨가량 자체가 매우 미량이었기 때문에(즉, 미생물원에 포함되어 있는 질산태질소의 양도 매우 미량이었기 때문에), 미생물원의 첨가 후에는, 증류 순수로의 고체 담체의 세정은 행하지 않았다.A plastic cup (200 ml capacity) was charged with 10 g (volume 50 ml) of the rock surface. To this was added 10 mg of the dried cells of the microorganism group which was used in Example 2 to carry out the parallel doubly mineralization reaction as a microorganism source and inoculated. Further, in this embodiment, since the amount of the added microorganism source itself was very small (that is, the amount of nitrate nitrogen contained in the microorganism source was very small), after the addition of the microorganism source, The solid carrier was not washed.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g을 첨가하고, 37℃에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하고, 수분간 정치하고 나서 당해 플라스틱 컵을 기울임으로써 여분의 수분을 유출시키는 처리(데칸테이션에 의한 세정처리)를, 도 19에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, 0.1 g of boiled soup broth was added as an organic substance, and the mixture was allowed to stand at 37 占 폚 overnight, 100 ml of distilled water was added, and the mixture was allowed to stand for several minutes. Thereafter, Washing treatment by means of a washing machine) was repeated until the number of days shown in Fig. 19 elapsed. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

그 결과, 상기 칼럼 방식(배수구를 구비한 용기에 고체 담체를 충전하는 방법)을 사용하지 않고, 데칸테이션에 의해 세정을 행한 경우에도, 상기 미생물원의 첨가로부터 6일 후에 약 40 ㎎/L, 8일 후에 약 75 ㎎/L의 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다.As a result, even when cleaning was carried out by decantation without using the above-mentioned column method (a method of filling a solid carrier with a drainage port), about 40 mg / L was taken 6 days after the addition of the microorganism source, It was shown that after 8 days about 75 mg / L nitrate ion was produced.

이것으로부터, 칼럼(배수구를 구비한 용기)에 충전하지 않아도, 데칸테이션에 의해 세정을 행함으로써, 당해 고체 담체에 상기 미생물군을 고정화할 수 있는 것이 나타내어졌다.From this, it has been shown that the microorganisms can be immobilized on the solid carrier by washing with decantation even if they are not charged in the column (container having a drain hole).

실시예 12(고형배지경에서의 유기질 비료를 직접 첨가한 양액재배)Example 12 (Nutrient solution cultivation in which organic fertilizer was directly added to a solid base)

병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화한 고체 담체를, 식물재배용 고체배지로서 사용함으로써, 고형배지경에서의 유기물을 포함하는 비료를 직접 첨가한 양액재배가 가능한지를 검토하였다.It has been examined whether a nutrient solution can be cultivated by directly adding a fertilizer containing an organic matter in a solid size range by using a solid support immobilized with a group of microorganisms performing a parallel doubly mineralizing reaction as a solid medium for plant growth.

암면 큐브(Grodan사제, 100×100×100 ㎜: 용적 1 L, 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체)에 실시예 1에서 사용한 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액 500 ㎖를 미생물원으로서 첨가하여 접종한 후, 수돗물 500 ㎖를 첨가하고, 수분을 암면 큐브로부터 유출시킴으로써 암면 큐브를 세정하였다. 또한, 이 암면이 충전된 용기 20개를 한 구획으로 하였다.500 ml of a culture solution obtained by culturing a microorganism group for carrying out the parallel doubly-charged mineralization reaction as used in Example 1 on a rock-bottom cube (solid carrier of Grodan Co., 100 × 100 × 100 mm: volume 1 L, 500 ml of tap water was added thereto, and water was drained from the rock surface cube to wash the rock surface cube. Further, 20 containers filled with this rock face were defined as one compartment.

이후, 상기 용기 한 구획에 대해, 유기물을 포함하는 액체로서, 가다랑어 끓인 국물 0.5 g(액체 중량)을 각 암면 큐브에 첨가하고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 수돗물 500 ㎖로 세정하는 처리를, 상기 미생물군의 접종으로부터 7일이 경과할 때까지 반복하였다.Thereafter, 0.5 g (liquid weight) of boiled broth was added to each rocky cube as a liquid containing organic matter, and the mixture was allowed to stand overnight at room temperature (about 25 DEG C), washed with 500 ml of tap water Was repeated until 7 days passed from the inoculation of the microorganism group.

다음으로, 상기 미생물군의 접종으로부터 8일 후에, 유출액에 질산이온이 생성된 것을 확인한 후, 청경채 종자를 암면 큐브에 파종하였다. 또한, 파종 후에는, 상기 가다랑어 끓인 국물의 첨가와 세정처리는 중단하였다. 재배는, 2007년 12월 6일부터 2008년 1월 9일까지, 유리온실 내(난방 없음)에서 행하였다.Next, after confirming that nitrate ions were produced in the effluent after 8 days from the inoculation of the microorganism group, the seeds were seeded in a rocky cube. After the seeding, the addition of the boiled broth and the washing treatment were stopped. Cultivation was conducted in a greenhouse (without heating) from December 6, 2007 to January 9, 2008.

파종으로부터 10일 후(상기 미생물원의 첨가로부터 18일 후), 떡잎이 전개된 단계부터, 상기 가다랑어 끓인 국물의 첨가와 세정처리를 반복하는 조작을 재개하고, 파종으로부터 34일이 경과할 때까지(상기 미생물원의 첨가로부터 42일이 경과할 때까지) 주 2회, 가다랑어 끓인 국물의 첨가와 수돗물로의 세정을 행함으로써 재배하였다. 이 한 구획의 재배구를 '접종·가다랑어 끓인 국물'구로서 본 발명구로 하였다.After 10 days from sowing (after 18 days from the addition of the microorganism source), the operation of repeating the addition of the boiled soup and the washing treatment from the stage where the cotyledon was developed was resumed, and until the 34 days elapsed from sowing (Until 42 days had elapsed from the addition of the microorganism source) twice a week, followed by addition of soup boiled in bonito and washing with tap water. This one-compartment cultivation was referred to as the "inoculation · boiled broth" broth.

또한, 상기의 암면 큐브를 충전한 용기에, 상기 미생물원을 첨가하지 않은 구획을, '무접종·가다랑어 끓인 국물'구의 대조실험으로 하였다.In addition, in the container filled with the rock-bottom cube, a compartment without the microorganism source was used as a control experiment of a 'non-inoculated · boiled broth' sphere.

또한, 상기의 암면 큐브를 충전한 용기에, 상기 미생물원을 첨가하지 않고, 상기 유기물을 포함하는 액체 대신에 화학비료의 첨가를 행한 구획의 것을, '화학비료'구의 대조실험으로 하였다. 결과를 도 20에 나타낸다.Also, as a control experiment of the 'chemical fertilizer' sphere, the compartment in which the chemical fertilizer was added instead of the liquid containing the organic matter was added to the container filled with the rocky cube described above, without adding the microorganism source. The results are shown in Fig.

그 결과, 본 발명구의 '접종·가다랑어 끓인 국물'구의 청경채는, '화학비료'구의 것과 동등한 양호한 생육을 나타내었다.As a result, the cheongcheongchae of the 'inoculation · bonito broth' of the present invention showed good growth equivalent to that of the 'chemical fertilizer'.

또한, '무접종·가다랑어 끓인 국물'구(즉, 미생물원을 접종하지 않고 가다랑어 끓인 국물을 첨가한 암면 큐브에서 재배한 구)에서는, 청경채의 생육이 대폭 늦어졌다. 이것은, 미생물원을 접종하지 않았기 때문에 가다랑어 끓인 국물의 분해가 암모니아화성까지밖에 진행되지 않아, 암모니아 과잉장해가 발생했기 때문이라고 생각된다.In addition, in the "non-inoculated · boiled broth" soup (ie, a cultivar grown on a rocky cube containing soup added with bonito soup without inoculating a microorganism source), the growth of cheongchyeongchae was greatly delayed. This is thought to be due to the fact that the decomposition of the boiled broth was not proceeded only by the ammonia formation because the microorganism source was not inoculated, and the ammonia excess disorder occurred.

실시예 13(촉매 칼럼 유출액을 사용한 생육실험)Example 13 (Growth experiment using catalyst column effluent)

암면 입상면을 미생물 담체로서 100 ㎎의 가다랑어 끓인 국물을 연일 무기화하여, 그 유출액 100 ㎖를 소송채의 생육실험에 사용하였다.100 ㎎ of bonito broth broth was mineralized as a microbial carrier on a rocky granular surface, and 100 ml of the effluent was used for growth experiments.

실시예 2에서 얻어진, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 암면 입상면이 충전된 촉매 칼럼에, 100 ㎎의 가다랑어 끓인 국물을 첨가하고 실온(약 25℃)에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하고 유출액을 회수하는 처리(유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성시키는 처리)를 연일 반복하였다.100 ㎎ of bonito broth was added to the catalyst column packed with the rock surface with the microbial groups immobilized thereon, which was obtained in Example 2, and the mixture was allowed to stand overnight at room temperature (about 25 캜) 100 ml was added and the effluent was recovered (treatment for producing nitric acid nitrogen as an inorganic fertilizer component from the organic material) was repeated for one day.

이 연일 얻어지는 유출액 100 ㎖를 비료로서 사용하여, 소송채 모종 10주(株)에 제공하는 조작을 매일 반복하였다(또한, 이때, 전날로부터의 잔액은 폐기하였다.). 모종은, 주야 25℃, 자연광의 조건하에서 정치하였다.100 ml of the effluent obtained each day was used as a fertilizer, and the operation of providing the seedlings to the seedlings of 10 liters of seedlings was repeated every day (and at this time, the balance from the previous day was discarded). The seedlings were allowed to stand under the conditions of day and night at 25 캜, natural light.

또한, 대조실험으로서, 가다랑어 끓인 국물을 100 ㎎ 포함하는 증류 순수 100 ㎖를 제공하는 조작을 매일 반복하였다. 결과를 도 21에 나타낸다.As a control experiment, the operation of providing 100 ml of distilled water containing 100 mg of boiled broth was repeated every day. The results are shown in Fig.

이 결과, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화한 고체 담체(암면 입상면)가 충전된 촉매 칼럼에 의해 유기물로부터 생성된 질산태질소를 포함하는 유출액을 비료로서 사용한 경우에도, 소송채는 문제없이 생육하는 것을 알 수 있었다. 대조실험은, 소송채의 생육이 거의 진행하지 않아, 암모니아 과잉장해로 생각되는 생육장해가 나타났다.As a result, even when a effluent containing nitrate nitrogen produced from organic matter is used as fertilizer by a catalyst column filled with a solid carrier (rock face granular surface) immobilized with a microorganism group performing a parallel doubly mineralizing reaction, And it was found that it grew. In the control experiment, the growth of the litter did not progress substantially, and the growth disorder considered to be an excess of ammonia disorder appeared.

실시예 14(미생물군이 고정화된 고체 담체의 미생물원으로서의 이용 1)Example 14 (Use of a solid carrier immobilized with a microorganism group as a microorganism source 1)

이미 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체 그 자체를, 미생물원으로서 이용하는 것이 가능한지, 검토를 행하였다.It has been investigated whether or not the solid carrier itself in which the microorganism group that has already undergone the simultaneous doubly-charged mineralization immobilization can be used as a microorganism source.

500 ㎖용 페트병의 바닥을 절단하여 상반분측을 얻고, 뚜껑이 개방된 상태에서 상하를 반대로 함으로써, 페트병의 뚜껑이 배수구가 된 용기를 준비하고, 이 용기에 암면 입상면 9 g을 충전하였다.The bottom of the PET bottles for 500 ml was cut to obtain the upper half of the bottle, and the upper bottle and the lower bottle were reversed while the lid was opened to prepare a container in which the lid of the PET bottles was drained.

이것에 실시예 1에서 얻어진, 이미 상기 미생물군이 고정화된(병행 복식 무기화반응을 촉매하는 데 도달한) 암면 입상면 1 g을, 미생물원으로서 첨가하여 접종한(최종적인 암면 입상면의 용적은 50 ㎖가 된) 후, 증류 순수 100 ㎖를 첨가하여 상기 배수구로부터 유출시킴으로써 암면 입상면을 세정하였다.1 g of a rock face granule surface already obtained by immobilizing the microorganism group (which has reached to catalyze a parallel-doubling mineralization reaction) obtained in Example 1 was added as a microorganism source and inoculated (the volume of the final rock face granular surface was 50 ml), distilled water (100 ml) was added, and the granular phase was washed out from the drainage port.

이후, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g을 첨가하고, 37℃에서 하룻밤 정치한 후, 증류 순수 100 ㎖로 세정하는 처리를, 도 22에 기재된 일수가 경과할 때까지 반복하였다. 또한, 세정시에는, 세정 후의 유출액을 회수하여, 질산이온 농도를 측정하였다.Thereafter, as an organic substance, 0.1 g of boiled broth was added, and the mixture was allowed to stand overnight at 37 占 폚 and then washed with distilled pure water (100 ml) until the number of days shown in Fig. 22 elapsed. At the time of washing, the effluent after washing was recovered and nitrate ion concentration was measured.

그 결과, 실시예 1에서 얻어진 상기 미생물군이 고정화된 암면 입상면을 미생물원으로서 첨가한 경우, 6일 후에 약 20 ㎎/L, 8일 후에 약 35 ㎎/L의 농도의 질산이온이 생성되는 것이 나타내어졌다.As a result, it was found that nitrate ions were produced at a concentration of about 20 mg / L after 6 days and about 35 mg / L after 8 days when the rock surface was immobilized on the rock surface of the microorganism group obtained in Example 1 .

따라서, 상기 미생물군이 고정화된 미생물 담체를, 별도의 미사용의 고체 담체로의 미생물원으로서 이용 가능한 것이 나타내어졌다.Therefore, it has been shown that the microorganism carrier immobilized with the microorganism group can be used as a microorganism source to an additional unused solid carrier.

실시예 15(미생물군이 고정화된 고체 담체의 미생물원으로서의 이용 2)Example 15 (Use of solid carrier immobilizing microorganism group as microbial source 2)

이미 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체가, 수중에서의 병행 복식 무기화반응의 미생물원으로서 이용할 수 있는지, 검토를 행하였다.It has been investigated whether a solid carrier immobilized with a microorganism group that has already undergone the simultaneous doubly-charged mineralization reaction can be used as a microorganism source of a parallel doubly-mineralized reaction in water.

500 ㎖ 용량의 삼각 플라스크에 100 mL의 증류 순수를 넣고, 실시예 7에 있어서 토양을 미생물원으로서 첨가하여 얻어진, 이미 상기 미생물군이 고정화된(병행 복식 무기화반응을 촉매하는 데 도달한) 암면 입상면 1 g을 취출(取出)하고, 미생물원으로서 첨가하여 접종하였다. 100 mL of distilled pure water was placed in an Erlenmeyer flask having a capacity of 500 mL and the soil was added as a microorganism source in Example 7 to prepare a rock surface granule having already been immobilized with the microorganism group immobilized 1 g of cotton was taken out and added as a microorganism source and inoculated.

여기에, 유기물로서, 가다랑어 끓인 국물 0.1 g을 첨가하고, 120 rpm으로 진탕함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서, 도 23에 기재된 일수가 경과할 때까지 배양하여, 질산이온 농도의 측정을 순차 행하였다. 결과를 도 23에 나타낸다.As an organic matter, 0.1 g of boiled soup broth was added and cultured at a water temperature of 25 캜 until the number of days shown in Fig. 23 elapsed while maintaining the aerobic condition by shaking at 120 rpm to obtain a nitrate ion concentration The measurements were performed sequentially. The results are shown in Fig.

이 결과로부터, 이미 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체를 미생물원으로 하여, 수중에서의 병행 복식 무기화반응을 행할 수 있는 것이 나타내어졌다.From these results, it has been shown that a solid support in which a group of microorganisms that have already undergone the simultaneous doubly mineralization reaction has been immobilized can be used as a microorganism source to carry out a parallel double ionization reaction in water.

본 발명은 유기성 폐기물을 원료로 하는 무기 비료 제조기술로의 응용을 가능하게 한다. 폐기물의 재자원화산업은 향후 2조 5천억엔의 시장규모로 확대될 것으로 예상되고 있어, 본 발명은 유기질 자원을 무기 비료로 재자원화하는 최초의 기술로서, 산업상의 이용가능성은 매우 커다란 것이다.The present invention enables application to inorganic fertilizer production technology using organic waste as a raw material. The waste recycling industry is expected to expand to a market size of 2.5 trillion yen in the future, and the present invention is the first technology to recycle the organic resources as inorganic fertilizer, and the industrial applicability is very large.

또한, 지금까지의 기술에서는, 대부분 폭기를 필요로 하기 때문에, 에어 펌프 등의 동력을 필요로 하였으나, 본 발명에서는 칼럼 방식의 채용을 가능하게 함으로써, 전력을 필요로 하지 않는 에너지 절약형 분해법을 가능하게 한 점도 매력을 높이고 있다.In the prior art, most of the energy is required for the aeration, so the power of the air pump or the like is required. In the present invention, by adopting the column system, it is possible to realize an energy- One point is also increasing its appeal.

또한, 본 발명은 고형배지경에 의한 유기 비료를 사용한 양액재배를 가능하게 하여, 농업이나 원예분야로의 응용을 기대할 수 있다. 특히, 토마토 양액재배에서는, 암면에 의한 고형배지경이 주체이고, 이것에 유기 비료 활용형 양액재배를 응용하는 것이 가능해지면, 일본 국내뿐 아니라 네덜란드 등의 환경의식이 높은 나라들로 보급될 것이 예상된다. 특히, 네덜란드의 토마토 양액재배는, 1000 ha를 초과하여, 이 일부가 유기 비료 활용형 양액재배로 치환되는 것만으로도, 그 시장규모는 커다란 것이 된다.Further, the present invention makes it possible to cultivate a nutrient solution using an organic fertilizer by a solid distribution system, and can be expected to be applied to agriculture and horticulture. Particularly, in the case of tomato nutrient solution cultivation, it is expected that the solid culture medium by the rocky surface is the main subject, and when it becomes possible to apply the nutrient solution cultivation utilizing the organic fertilizer, it will be spread to countries with high environmental consciousness such as the Netherlands as well as Japan. In particular, the tomato cultivation in the Netherlands is more than 1,000 ha, and the market size is large even if this part is replaced with the nutrient solution for organic fertilizer.

도면의 간단한 설명Brief Description of Drawings

도 1은 고체 담체로 미생물군을 고정화하는 방법의 일 태양을 나타내는 설명도이다.1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a method for immobilizing a microorganism group with a solid carrier.

도 2는 병행 복식 무기화반응에 최적화한 바이오리액터의 일 태양을 나타내는 설명도이다.Fig. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a bioreactor optimized for a parallel-doubled mineralization reaction.

도 3은 고체 담체를 배수구를 구비한 용기에 충전한 상태를 나타내는 사진상도이다.3 is a photographic top view showing a state in which a solid carrier is filled in a container having a drain hole;

도 4는 각종 고체 담체를 배수구를 구비한 용기에 충전한 상태를 나타내는 사진상도이다.FIG. 4 is a photographic top view showing a state where various solid carriers are filled in a container having a drain port. FIG.

도 5는 실시예 1에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 1. Fig.

도 6은 실시예 2에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 2. Fig.

도 7은 실시예 3에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 3. Fig.

도 8은 실시예 3에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 3. Fig.

도 9는 실시예 4에 있어서, 유기물로서 채종 유박을 사용한 경우의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the results of nitrate ion concentration measurement in the case of using a seed oil as an organic matter in Example 4. Fig.

도 10은 실시예 4에 있어서, 유기물로서 콘 스팁 리쿼(CSL)를 사용한 경우의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in the case of using CONSTITLEQUA (CSL) as an organic substance in Example 4. FIG.

도 11은 실시예 5에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 5. Fig.

도 12는 실시예 6에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 6. Fig.

도 13은 실시예 7에 있어서, 바닷물, 수돗물을 미생물원으로서 사용한 경우의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.13 is a graph showing the measurement results of the nitrate ion concentration when seawater and tap water are used as a source of microorganisms in Example 7. Fig.

도 14는 실시예 7에 있어서, 토양을 미생물원으로서 사용한 경우의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.14 is a graph showing the measurement results of the nitrate ion concentration when the soil is used as the microorganism source in Example 7. Fig.

도 15는 실시예 8에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.15 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 8. Fig.

도 16은 실시예 9에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.16 is a graph showing the measurement results of the nitrate ion concentration in Example 9. Fig.

도 17은 실시예 10에 있어서의 각종 고체 담체를 나타내는 사진상도이다.17 is a photographic top view showing various solid carriers in Example 10. Fig.

도 18은 실시예 10에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.18 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 10. Fig.

도 19는 실시예 11에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.19 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 11. Fig.

도 20은 실시예 12에 있어서의 청경채의 생육상태를 나타내는 사진상도이다.Fig. 20 is a photographic top view showing the growth state of the blueberry seedlings in Example 12. Fig.

도 21은 실시예 13에 있어서의 소송채의 생육상태를 나타내는 사진상도이다.Fig. 21 is a photographic top view showing the growth state of the suit litter in Example 13; Fig.

도 22는 실시예 14에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.22 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 14. Fig.

도 23은 실시예 15에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.23 is a graph showing the measurement results of nitrate ion concentration in Example 15. Fig.

Claims (18)

용기에 통기성을 갖는 고체 담체를 충전하고, ;이것에 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하며, ;이어서, 유기물을 첨가하고, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함으로써, ;병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키는 것을 특징으로 하는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법.Adding a microorganism group for carrying out a simultaneous doubling mineralization reaction in which a container is filled with a solid carrier having permeability; and an inorganic substance is added to the container so as to produce nitrate nitrogen, followed by addition of an organic substance, And the solid carrier is allowed to flow out of the solid carrier to allow the nitrate nitrogen to be produced in the effluent to be started to be formed, thereby fixing the microorganism group to be subjected to the simultaneous doubly mineralization reaction, A method for producing a solid carrier immobilized on a microorganism group to be reacted. 제1항에 있어서,
상기 용기가 배수구를 구비한 용기이고, 상기 유출액이 상기 배수구로부터 유출된 유출액인 고체 담체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the container is a container having a drain port and the effluent is an effluent discharged from the drain port.
고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 통기성을 갖는 고체 담체에, ;유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 첨가하고, ;이어서, 유기물을 첨가하며, 그 후, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정할 때, 당해 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 정치함으로써, ;병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 고정화시키는 것을 특징으로 하는, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이 고정화된 고체 담체의 제조방법.Adding a microorganism group that performs nitrate nitrogen formation to the nitrate nitrogen by mineralizing the organic matter, and then adding the organic matter to the solid carrier having the air permeability so as to maintain the solid shape; And the solid carrier is allowed to flow out from the solid carrier to thereby allow the microorganism group to be subjected to the parallel enrichment reaction to be immobilized when the solid carrier is washed, until the nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent, A method for producing a solid carrier immobilized with a group of microorganisms that undergoes a doubly-mineralized reaction. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 담체를 세정할 때 유출되는 유출액에, 질산태질소가 생성되기 시작하지 않은 경우, ;이어서, 상기 유기물을 첨가하며, 그 후 정치하고, 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하는 처리를, 당해 세정시에 유출되는 유출액에 질산태질소가 생성되기 시작할 때까지 반복해서 행하는, ;고체 담체의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The nitrate nitrogen is not started to be produced in the effluent flowing out when the solid carrier is washed; then, the organic substance is added, and then the mixture is allowed to stand, and water is added to flow out from the solid carrier, Is repeatedly carried out until the nitrate nitrogen starts to be produced in the effluent flowing out during the washing.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정치가 상기 유출액 중에 50 ㎎/L 이상의 질산이온이 생성되기 시작할 때까지 행하는 것인 고체 담체의 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And said step is carried out until nitric acid ions of 50 mg / L or more are generated in said effluent.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 담체가, 암면, 버미큘라이트, 펄라이트, 제올라이트, 모래, 가누마토(鹿沼土), 유리, 세라믹, 우레탄, 나일론, 멜라민 수지, 목질 칩, 볏짚, 수태(水苔), 숯, 목면, 종이, 폴리아크릴아미드겔, 및 한천으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 다공질의 고체 담체인 고체 담체의 제조방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the solid carrier is at least one selected from the group consisting of rock wool, vermiculite, pearlite, zeolite, sand, gumumato, glass, ceramic, urethane, nylon, melamine resin, wood chips, rice straw, , Polyacrylamide gel, and agar. The solid carrier according to claim 1, wherein the solid carrier is a porous solid carrier.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미생물군을 첨가한 직후에, 상기 고체 담체 중에 질산태질소가 포함되는 경우, ;물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출시킴으로써 상기 고체 담체를 세정하고, 질산태질소를 제거함으로써, ;상기 유기물을 첨가했을 때, 상기 고체 담체 중에서 암모니아화성반응 및 질산화성반응이 중간생성물을 축적하지 않고 진행되며, 또한, 탈질반응이 일어나지 않는 고체 담체의 제조방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
By adding water to the solid carrier to wash the solid carrier to remove nitrate nitrogen, and adding the organic substance to the solid carrier by adding water to the solid carrier, Wherein the ammonia-forming reaction and the nitrifying reaction proceed in the solid carrier without accumulation of the intermediate product, and no denitrification reaction occurs.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군이, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 배양액, 상기 배양액을 건조시켜서 얻어진 상기 미생물의 건조 균체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체, 상기 미생물군이 고정화된 고체 담체에 물을 첨가하여 상기 고체 담체로부터 유출된 유출액, 토양, 수돗물, 호소(湖沼)의 물, 용수(湧水), 우물물, 강물, 바닷물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의, 암모니아화성을 행하는 미생물군 및 질산화성을 행하는 미생물군을 포함하는 미생물원에 유래하는 것인 고체 담체의 제조방법.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the microorganism group that performs the parallel doubly mineralization reaction is a culture solution obtained by culturing a microorganism group that performs a parallel doubly mineralization reaction, a dried cell of the microorganism obtained by drying the culture solution, a solid support on which the microorganism group is immobilized, Wherein the solid carrier is added with water to form an aqueous solution of at least one member selected from the group consisting of effluent discharged from the solid carrier, soil, tap water, lake water, springs, well water, And a microorganism group that performs a nitrification property. The method for producing a solid carrier according to claim 1, wherein the microorganism is a microorganism.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기물의 양이 상기 담체 1 L에 대해 0.1~10 g인 고체 담체의 제조방법.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the amount of the organic substance is 0.1 to 10 g with respect to 1 L of the carrier.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기물이 탄소와 질소의 함유비인 C/N비가 19 이하인 고질소 함유 유기물인 고체 담체의 제조방법.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the organic substance is a nitrogen-containing organic substance having a C / N ratio of not more than 19 in which the content ratio of carbon and nitrogen is not more than 19.
제10항의 상기 고질소 함유 유기물이, 생선 끓인 국물, 어분(魚粉), 유박(油粕), 음식물쓰레기, 옥수수 침지액, 쌀겨, 대두분, 식물체 잔사, 우유, 분유, 가축분으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 고체 담체의 제조방법.The method according to claim 10, wherein the high nitrogen-containing organic matter is selected from the group consisting of boiled broth, fish meal, oil cake, food waste, corn steep liquor, rice bran, soybean meal, plant residue, milk, By weight of the solid carrier. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻어진 고체 담체를, 병행 복식 무기화반응을 행하는 촉매 칼럼의 담체로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 촉매 칼럼의 제조방법.11. A catalyst for producing nitrate nitrogen as an inorganic fertilizer component from an organic substance, characterized by using the solid carrier obtained by the method according to any one of claims 1 to 11 as a carrier of a catalyst column for carrying out a bilateral double- ≪ / RTI > 제12항의 방법에 의해 얻어진 상기 촉매 칼럼을 사용해서 생성된, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료.A fertilizer comprising nitrate nitrogen which is an inorganic fertilizer component produced using the catalyst column obtained by the method of claim 12. 제13항의 상기 질산태질소를 포함하는 비료를 사용한 식물의 재배방법.A method for cultivating a plant using the nitrate nitrogen-containing fertilizer according to claim 13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻어진 상기 고체 담체를, 식물재배 고형배지로 하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 고형배지의 제조방법.A process for producing a plant-grown solid medium, characterized in that the solid carrier obtained by the method according to any one of claims 1 to 11 is used as a plant-grown solid medium. 제15항의 방법에 의해 얻어진 식물재배 고형배지.A plant-grown solid medium obtained by the method of claim 15. 제16항의 상기 식물재배 고형배지를 사용해서, 유기질 비료를 직접 첨가하여 양액재배하는 식물의 재배방법.A method of cultivating a plant in which organic fertilizer is directly added and cultivated by using the plant-cultured solid medium of claim 16. 제14항 또는 제17항의 방법에 있어서, 상기 식물이, 엽채류의 야채, 과실을 수확대상으로 하는 과채, 화훼, 수목, 또는 과수인 식물의 재배방법.The method according to claim 14 or claim 17, wherein the plant is a vegetable, vegetable, flower, tree, or fruit plant for harvesting vegetables, fruits of leafy vegetables.
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